Файл: Панадиади, А. Д. Проблемы мелиоративного устройства нечерноземной зоны.pdf

Т А Б Л И Ц А 49

Потери h v (мм), вызываемые непризматичностью русл

эффективны только в сочетании с другими видами выправительных мероприятий и, в частности, с увеличением размеров попереч­ ных сечений русл.

Пропускная способность речных русл в конечном итоге опре­ деляется ходом руслового процесса, под воздействием которого непрерывно изменяются их формы и размеры. Направленность и интенсивность этого процесса зависят от многих факторов, глав­ нейшими из которых являются: геологические, геоморфологиче­ ские (в частности, эпейрогенические), гидрометеорологические, характер почвенно-растительного покрова и производственная деятельность человека. Для получения с наименьшими затратами

ив кратчайшие сроки необходимого эффекта при проектировании

ипроведении выиравительных мероприятий учет влияния всех факторов обязателен.

Состояние руслового процесса к началу проектирования и его соответствие требованиям, обеспечивающим нормальную работу осушительной сети, в общей форме выражаются гидравлическим профилем [83], анализ которого и позволяет наметить рациональ­ ную систему мероприятий по выправлению русла. Устанавливая способ выправления, следует иметь в виду, что всякое изменение формы или положения русла в плане должно сопровождаться соответствующими изменениями размеров поперечных сечений.

Увеличить пропускную способность русла без изменения его формы в плане и размеров поперечных сечений можно лишь при условии ликвидации подпоров и снижения коэффициента шерохо­ ватости. Применение других способов выправления связано с не­

обходимостью изменения размеров и формы русла, а следователь­ но, и изменениями положения русла как в плане, так и в верти­ кальной плоскости. Это показывает, что при выправлении русла увеличением пропускной способности рационально применять не один какой-либо из описанных способов, а их сочетание, в зави­ симости от направленности и интенсивности руслового процесса.

231

Разрабатывая при составлении схемы мероприятия по увели­ чению пропускной способности речных русл, необходимо соблю­ дать следующие основные правила:

для снижения объемов земляных работ и наименьшего нару­ шения сложившихся условий пользования прилегающими к во­ доприемнику землями следует в максимальной степени совмещать проектную трассу с существующим руслом реки;

все рукава, протоки и староречья, выключаемые спрямляю­ щими прокопами, дальнейшее сохранение которых не вызывается хозяйственной необходимостью, подлежат ликвидации путем уст­ ройства в верховом и низовом концах перемычек. Эти отрезки русла целесообразно засыпать до отметок, превышающих не ме­ нее чем на 0,5—0,6 м средние меженные уровни;

уклоны поверхности воды в выправляемом водотоке должны быть более или менее постоянны и в целом следовать за уклоном местности. Необходимо стремиться к тому, чтобы уклоны русла увеличивались в направлении течения. Если это не выполнимо, необходимо, чтобы при проходе руслообразующих расходов транс­

портирующая способность потока вдоль течения не уменьша­ лась;

сопряжение выправляемого русла с невыправляемым участком реки или с принимающей рекой должно обеспечивать режим ско­ ростей и уровней, необходимый для поддержания выправляемого русла в устойчивом состоянии;

проводимые выправительные мероприятия не должны ухудшать санитарные условия и условия хозяйственного использования как самого водоприемника, так и прилегающей к нему территории;

при использовании грунтовых или поверхностных вод, гидро­ логически связанных с выправляемым водоприемником, в случаях, когда возможны нарушения хозяйственных нужд, необходимо пре­ дусматривать переустройство существующих или строительство новых сооружений, обеспечивающих удовлетворение заинтересо­ ванных хозяйств водой;

учитывать, что ниже участков рек, выправляемых путем уве­ личения пропускной способности, происходит общее повышение и более интенсивное нарастание уровней высоких вод и усиление наводнений.

Закономерности формирования русл до сих пор еще оконча­ тельно не установлены, поэтому при проектировании выправительных мероприятий, особенно на крупных реках, целесообразно намечаемые проектные решения проверять на моделях.

В ы п р а в л е н и е в о д о п р и е м н и к о в и с к у с с т в е н н о й б и ф у р к а ц и е й заключается в том, что часть расхода, превы­ шающая расход, при котором уровенный режим водоприемника обеспечивает нормальную работу регулирующей осушительной сети, сбрасывается по сбросному каналу в водоток соседнего водо­ сбора или по разгрузочному каналу в тот же водоток, но ниже мелиорируемой территории.

2 3 2

На рисунках 33 и 34 показаны схемы создания искусствен­ ной бифуркации по рекам Смердель и Пузна ’(Ловатская низмен­ ность) [73] и разгрузки реки Каргат (Барабинская низменность) [74]. Преимущество этого вида выправления водоприемников —

возможность избежать углубления и уширения выправляемого русла.

Применение искусственной бифуркации целесообразно в случа­ ях, когда:

стоимость работ по строительству и технической эксплуата­ ции сбросного или разгрузочного канала соответственно меньше стоимости выправительных мероприятий по разгружаемому руслу и его эксплуатации в дальнейшем;

уровенный режим принимающей реки после сброса в нее до­ полнительного расхода не будет ухудшать условий хозяйственного использования земель, тяготеющих к этой реке;

на принимающей реке проводят выправительные работы и дополнительная стоимость этих работ для пропуска сбрасываемо­

сбросом дополнительного расхода, меньше ежегодного чистого до­ хода, который будет получаться после мелиорации земель, тяго­ теющих к разгружаемой реке.

Чтобы уменьшить объемы работ и стоимость строительства сбросных и разгрузочных каналов при назначении их трасс, необхо­ димо:

в максимальной степени исполь­ зовать все местные понижения, балки и водотоки;

233

стремиться к минимальному количеству пересечений с желез­ ными и автомобильными дорогами, крупными каналами и трубо­ проводами, с кабельными линиями электропередач и связи и с границами землепользования;

прокладывать сбросные каналы в плотных и устойчивых грун­ тах, избегая плывунных, илистых и каменистых грунтов;

использовать каналы для иных хозяйственных нужд. Вопросы, связанные с проектированием сбросных и разгрузоч­

ных каналов, более подробно рассмотрены в специальной работе автора [80].

Р е г у л и р о в а н и е п о л о в о д и й и п а в о д к о в . Регули­ рование стока заключается в таком перераспределении годового стока во времени, при котором расходы по руслу реки в любой период года проходят при уровнях, не нарушающих нормальной работы регулирующей сети. Это достигается устройством на вы­ правляемой реке, ее притоках или в крупных понижениях водо­ сбора специальных водохранилищ, регулирующих сток.

Основное достоинство рассматриваемого способа улучшения водоприемников — возможность создать в реке уровенный режим, необходимый для нормальной работы осушительной сети, обес­ печив одновременно более рациональное использование полых и паводковых вод. С помощью создаваемых водохранилищ можно удовлетворять транспортные, коммунально-бытовые, культурно­ спортивные и другие хозяйственные нужды. Водохранилища могут быть использованы также для производства электроэнергии, лик­ видации наводнений и регулирования длительности весеннего за­ топления пойменных земель.

Особенно целесообразно создавать регулирующие водохрани­ лища в тех случаях, когда в водосборе выправляемой реки име­ ются значительные ло площади озера или пониженные простран­ ства.

Основные недостатки этого вида выправления водоприемни­ ков — затопление при создании водохранилищ территорий, значи­ тельная часть которых представляет собой наиболее плодородные пойменные земли; значительное изменение на протяжении года площади водного зеркала, что ухудшает условия использования акватории; значительный удельный вес площадей, занятых мел­ ководьями.

Регулирование стока водохранилищами, несмотря на очевид­ ные преимущества, при выправлении рек-водоприемников приме­ няют сравнительно редко. Это в значительной мере объясняется априорным мнением, что устройство водохранилищ во всех случа­ ях связано с затоплением значительных территорий и стоимость строительства таких водохранилищ очень высока. В действитель­ ности же это далеко не так.

В районах европейской части нечерноземной зоны и север­ ной лесостепи весенний слой стока 1%-ной обеспеченности состав­ ляет 210—230 мм, а 5%-ной обеспеченности— 180—200 мм.

2 3 4

Площадь водного зеркала водохранилища, регулирующего сток, можно определить по формуле

где h — слой стока заданной обеспеченности, мм;

Н— наибольшая глубина воды у плотины, м;

а— коэффициент зарегулированности стока, доли от еди­ ницы;

F B— площадь водосбора, км2.

Площадь затопления в зависимости от величины слоя весен­ него стока при глубине воды у плотины 10 м и а=1 составляет:

2 3 5