 |  | ||||||||
 УДК 627.41 Регулирование русла для целей защиты прибрежных территорий
Рассматриваются вопросы защиты прибрежных территорий от негативных последствий, вызванных строительством искусственных сооружений на реках, что требует внесения усовершенствования в конструкции регуляционных струенаправляющих сооружений. Использование водных объектов и освоение прилегающих к ним земель прибрежных территорий зачастую сопровождаются воздействием рек на инженерные и культурные объекты, вызывают опасные нарушения их функционирования или разрушение. При этом опасность зависит как от природных, так и природно-антропогенных процессов. При размывах берегов часто разрушаются прибрежные строения, дороги и другие коммуникации, в том числе построенные в то время, когда река была далеко от них, подмываются береговые опоры мостов, провисают трубопроводы, дюкеры, кабели, проложенные через реки, утрачиваются плодородные земли и лесные угодья. Аккумуляция наносов в руслах приводит к заиливанию или занесению водозаборов и водовыпусков, акваторий портов и судовых ходов. Опасные проявления русловых процессов, вызванные хозяйственной деятельностью в руслах рек, на поймах и приречных территориях, связаны с: функционированием водохранилищ (врезанием русел в нижних бьефах гидроузлов); добычей стройматериалов из русел и разработкой в них россыпных месторождений полезных ископаемых; возведением сооружений, изменяющих гидравлические характеристики потока и вызывающие местные размывы или намывы в руслах. Регулирование русла производится для защиты территорий, населенных пунктов и хозяйственных объектов от затопления высокими водами, улучшения условий судоходства и лесосплава, удержания рек у поселений, водозаборов, мостов и пр., защиты берегов от размыва, борьбы с глубинной эрозией рек, с селевыми потоками, для закрепления оврагов и др. Регуляционные сооружения мостовых переходов предназначены для регулирования водного потока, пересекаемого дорогой, с целью обеспечения течения воды и движения наносов в нужном направлении при соблюдении требуемых условий эксплуатации мостового перехода и водотока. Они должны обеспечивать: плавный ввод пойменного потока в отверстие моста во избежание сбоя струй непосредственно у моста; равномерное распределение расхода воды по всему отверстию, чтобы не допустить сосредоточения размыва в отдельных частях живого сечения и связанного с этим подмыва опор; плавный вывод водного потока из-под моста; предупреждение подмыва конусов моста и пойменных насыпей; прямолинейное направление потока под мостом; устойчивость и неизменность русла реки в районе перехода. В отдельных случаях в задачи регулирования водного потока входит спрямление русла, а также ограждение населенных пунктов и других объектов от затопления высокими паводками в связи с возведением мостового перехода. Регуляционные сооружения уменьшают воздействие льда на опоры моста и насыпи подходов, а также снижают высоту волн. Русловой процесс изменяется и нарушается от имеющихся в естественных водотоках гидротехнических и инженерных сооружений, причем это нарушение может охватить значительный по длине участок реки (происходят общие деформации). Помимо общих деформаций возможны и локальные нарушения руслового процесса на участках расположения сооружений, если последние сильно сжимают поток или ограничивают развитие речных извилин, или не обеспечивают безотрывное обтекание потоком сооружений или их элементов. С целью повышения надежности в работе искусственных сооружений (мостов) на реке при различных уровнях воды в водотоке могут быть применены следующие усовершенствования в конструкции регуляционных струенаправляющих сооружений. На рис. 1 изображено регуляционное струенаправляющее сооружение для мостового перехода, план, на рис. 2, 3 - необходимые разрезы. Регуляционное струенаправляющее сооружение включает подходную дамбу 1 и струенаправляющую дамбу 2, примыкающую средней частью 3 к подходной дамбе 1 и имеющую криволинейный верховой 4 и низовой 5 участки.
Криволинейный верховой 4 и низовой 5 участки выполнены в виде подтопляемых защитных валов, высота которых плавно уменьшается от корневых примыкающих частей 6 и 7 до головных частей 8 и 9 струенаправляющей дамбы 2. Заложение откосов 10 верхового 4 и низового 5 участков обратно пропорционально высоте дамбы 2. Регуляционное струенаправляющее сооружение работает следующим образом. При затоплении поймы вначале в работу включаются основания головных частей 8 и 9 подтопляемых верхового 4 и низового 5 учатсков струенаправляющей дамбы 2, имеющие малую крутизну откосов 10. Струи потока плавно обтекают головные части 8 и 9 в ламинарном режиме, при котором формирование водного потока на входе в подмостовой переход и на его выходе происходит с малыми придонными скоростями, при этом уменьшается размыв голов участков 4 и 5. При дальнейшем подъеме воды глубина водного потока растет и одновременно растет ширина верхового 4 и низового 5 водосливных участков. Каждые последующие струи по высоте вливаются в поток по сложным винтовым траекториям, и, благодаря поверхности откосов 10, имеющих переменное заложение, идет перемешивание пойменного и руслового потоков, которое сопровождается гашением энергии потока. Снижение скорости водного потока приводит к уменьшению деформаций подмостовой части русла.
В рассматриваемом регуляционном струенаправляющем сооружении банкетные защитные валы переменной высоты позволяют плавно по высоте формировать струи водного потока на входе и выходе, переменное заложение откосов обеспечивает перемешивание этих струй, в связи с чем уменьшается размыв у основания регуляционной струенаправляющей дамбы, уменьшаются местные деформации подмостовой части русла, стабилизируется живое сечение под мостом и повышается надежность работы мостового перехода.
Устройство банкетных защитных валов минимальной высоты у голов и максимальной у их корней, где происходит сопряжение верхнего и нижнего бьефов через прямолинейный средний участок, позволяет снизить расход материала, идущего на отсыпку тела струенаправляющей дамбы. Таким образом, использование на практике рассмотренного сооружения, позволит повысить эффективность регулирования русловых процессов, обусловленных строительством мостовых сооружений. Библиографический список
| |||||||||
 |  |
