Файл: Переходы через водотоки..pdf

быть заложены на одинаковой глубине, определяемой, если нет других условий, наибольшей глубиной размыва подмостового русла.

Пример расчета. Створ мостового перехода через реку с блуждающим руслом намечен в теснине шириной 978 ж, полностью перекрываемой отверстием моста- (см. рис. ѴІІ-10, а).

Стеснение потока опорами моста пренебрежимо мало, поэтому коэффициент общего размыва принят р » 1 . Вблизи створа перехода действует водомерный пост, на котором ведут наблюдения за уровнями и расходами воды; средний диа­ метр донных отложений d « 0,001 ж. Расчетный расход Qi% =9550 м3/сек.

На рис. ѴІІ-10, б видна большая интенсивность руслового процесса: только за период с 3 мая по 29 июля 1967 г. при расходах воды ниже средних русло совершенно изменило форму живого сечения, у левого берега образовались боль­ шие глубины и сползшим осередком закрылся мощный рукав правого берега. Из данных наблюдений видно, что наибольшие глубины не соответствуют наибольшим расходам воды. Так, например, в паводок 1957 г. наибольшую глубину 9,2 ж на­ блюдали 20 июля при расходе 3830 м3/сек, а при Qmax=4800 м3/сек, проходившем

Характер руслового процесса на конусах выноса в устьях гор­ ных водотоков зависит от режима стока воды и наносов, а также от рельефа устьевого участка водотока.

По русловому процессу конуса выноса можно разделить на два типа:

1) вся поверхность конуса является действующей; паводочный поток, растекаясь по конусу, откладывает наносы и постепенно на­ ращивает его; русловой процесс заключается в перемещении по всему конусу сети мелких русел, меняющих свои очертания с каж­ дым паводком;

2) на конусе имеется четко выраженное-русло или зона блуж­ дания русла, .занимающая часть поверхности конуса; русловой про­ цесс заключается в движении побочней и осередков в глубоко вре­ занном русле или типичном блуждании русла в пределах активной зоны конуса; остальная часть конуса является недействующей или

ственных изменений в его рельефе.

Прогнозирование руслового процесса на конусах первого типа состоит в определении темпов наращивания отметок поверхности

конуса. Интенсивность отложения наносов можно установить по эксплуатационным данным на транспортных и гидротехнических сооружениях, расположенных в районе конуса, или определить спе­ циальным расчетом [18, 127, 149].

Прогнозирование руслового процесса на конусах выноса второго типа выполняют согласно рекомендациям, приведенным в начале настоящего параграфа или по § 30, в зависимости от характера русловых мезоформ.

Следует также иметь в виду, что на конусах этого типа имеется общая тенденция врезания русловой зоны в тело конуса и выработ­ ки вогнутого профиля равновесия. Кроме этой необратимой дефор­ мации, могут наблюдаться на селевых потоках периодические за­ полнения врезанного русла селевыми отложениями, которые затем снова размываются водным потоком в период между прохождени­ ем селей.

Все эти особенности руслового процесса на конусах выноса учи­ тывают при проектировании, соответственно давая запас в подмос­ товых габаритах на конусах выноса первого типа и в фундировании опор моста на конусах второго типа.

§ 33. НАРУШЕНИЯ РУСЛОВОГО ПРОЦЕССА ИНЖЕНЕРНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ.

РУСЛОВОЙ п р о ц е с с в к а н а л а х

Течение руслового процесса нарушается воздействием гидротех­ нических сооружений (ГЭС, водозаборов, обвалований пойм и др.), возводимых на реках для различных хозяйственных целей. Расчет этого воздействия входит в обязанности организаций, проектирую­ щих гидротехнические сооружения; поэтому при расположении мос­ товых переходов вблизи существующих или проектируемых со­ оружений все сведения об изменении бытовых русловых условии получают в соответствующих организациях.

Характеристика явлений, которые придется учитывать проекти­ ровщикам мостовых переходов, приводится ниже.

Наибольшее влияние на русловой процесс оказывают плотины ГЭС. Для верхнего бьефа водохранилища характерны следующие явления.

В зоне выклинивания подпора вследствие уменьшения скоростей течения в русле откладываются наносы, и однорукавное русло рас­ пластывается и превращается в многорукавное. Такие же русла об­ разуются на устьевых участках притоков, впадающих в зоне вы­ клинивания подпора.

Если притоки, впадающие на протяжении зоны выклинивания подпора, несли в бытовом состоянии много наносов, задержанных подпором в устьевых участках, то в основной реке вместо распла­ стывания может произойти углубление русла вследствие наруше­ ния баланса наносов.

В зоне выклинивания подпора может наблюдаться более частое, чем в бытовых условиях, затопление пойм, что приведет к образо­ ванию или усилению работы пойменных проток.

В зоне чаши водохранилища, включая подпертые НПУ участки притоков, происходит отложение взвешенных наносов, а также ос­ тановка сползающих гряд донных наносов. Следует учитывать, что отложенные в устьях притоков наносы во время прохождения па­ водков в условиях сработки водохранилища могут размываться, а затем вновь накапливаться с наполнением водохранилища.

На реках, несущих много наносов, чаша водохранилища может быть в короткие сроки заполнена отложениями наносов. При этом в зоне выклинивания подпора произойдет резкое повышение дна и уровней воды, что повлияет на назначение высоты пойменной насы­ пи и подмостового габарита, если мостовой переход будет располо­ жен в этой зоне.

По данным Гидропроекта1, отметки дна и водной поверхности р. Евфрат в зоне выклинивания подпора после 10 лет эксплуатации водохранилища повысились до ~ 5 ,0 м.

Ветровые волны разрушают берега водохранилища, причем сме­ щение береговой линии достигает десятков метров в год. Перефор­ мирование берегов происходит до тех пор, пока не образуется при­ брежная отмель, уклон которой будет достаточно пологим для пол­ ного разрушения набегающих волн. Расчеты переформирований бе­

Регулирование водного стока водохранилищем и задержка рус­ лоформирующих наносов, которые перестают поступать в нижний бьеф, вызывают понижение дна русла на протяжении десятков и даже сотен километров.

Протяженность этих деформаций зависит от наличия и мощно­ сти притоков, восполняющих дефицит донных наносов ниже плотин. В нижних бьефах крупных гидроузлов главное русло обычно углуб­ ляется и вследствие уменьшения затопления пойм отмирают пой­ менные протоки.

Возможное понижение дна необходимо учитывать при фундиро­ вании опор моста.

Если врезание русла ограничено базальным слоем неразмываемых грунтов, то на участке нижнего бьефа увеличиваются плано­ вые деформации, русло интенсивно развивает свои излучины.

В нижних бьефах следует ожидать понижения базисов эрозии притоков. Это понижение произойдет не только вследствие указанно-

го общего понижения дна реки, но также вследствие сопряжения паводочных уровней на притоках с более низкими, чем бытовые, уровнями главной реки. При этом во время паводка увеличиваются уклоны водной поверхности и скорости течения, что вызывает интен­ сивный размыв дна и берегов реки. Такое явление нами наблюда­ лось, например, в устье р. Сок, левобережном притоке Волги, после постройки Куйбышевской ГЭС.

Изъятие из реки больших объемов стока на орошение замедляет русловой процесс и может изменить тип его. Так, например, умень­ шение водной части стока в блуждающем русле может вызвать ос­ тановку движения гряд — осередков, закрепление их раститель­ ностью, исчезновение рукавов — и привести к меандрированию глав­ ного русла; возможно также постепенное повышение дна реки ниже водозабора, что необходимо учитывать при расчете УВВР% .

Разработка гравийных карьеров в русле реки на перекатах мо­ жет разрушить местные базисы эрозии и привести к изменению хода руслового процесса, в частности, к обмелению вышележащих участков русла и к понижению дна на нижележащих участках.

Влияние на ход руслового процесса оказывает обвалование час­ ти пойм, занимаемых под промышленные объекты. Такое обвало­ вание в большей степени сказывается при незавершенном меандрировании и пойменной многорукавности, так как эти типы руслового процесса связаны с частым затоплением пойм. Выключение части поймы, активно работающей в паводки, приводит к концентрации расхода воды на необвалованной части, что ускорит образование спрямляющих проток и деформацию вогнутых берегов главного русла.

Спрямление меандрирующих русел на большом протяжении (связанное часто с обвалованием пойм) вначале приводит к смене типа руслового процесса, так как по спрямленному руслу начина­ ют двигаться ленточные гряды наносов или побочни. Если берега спрямленного русла не укреплены, то с течением времени русло сно­ ва начнет меандрировать, так как в данных условиях жидкой и твердой фаз стока этот тип соответствует динамическому равнове­ сию русла.

Как указывает И. В. Попов [105], речные поймы, существующие века как устойчивые морфологические образования, могут быстро разрушаться даже от незначительных воздействий на их рельеф и растительный покров. Известны случаи, когда нарушение дернового слоя при строительстве объектов на поймах приводило к образо­ ванию мощных проток и размывам пойменных массивов. Особенно внимательно надо относиться во время строительства к сохранно­ сти береговых валов на перешейках между вогнутыми берегами смежных излучин русла.

Как отмечалось в § 29, сооружения мостовых переходов могут вызвать локальные деформации русла или приостановить развитие макроформы.

Можно выделить три типичных случая локальных нарушений руслового процесса, которые мы наблюдаем на эксплуатируемых