Файл: Степанов, П. М. Гидротехнические противоэрозионные сооружения учебник.pdf

При рабочем проектировании гидротехнических про-

тивоэрозионных мероприятий необходимо максимально использовать типовые проекты отдельных сооружений.

Типовой проект сооружения состоит из полного ком­ плекта чертежей с пояснительной запиской и сметой, ко­ торые позволяют проводить строительно-монтажные работы после привязки к местности.

Втиповом проекте содержатся все необходимые све­ дения по объемам работ, потребности в рабочей силе и строительных материалах, а также сметная стоимость

строительства.

Впроцессе проектирования противоэрозионных гид­

ротехнических сооружений проводятся их расчеты. Ос­ новная цель этих расчетов — определить оптимальные

размеры с точки зрения надежности, долговечности и удобства в эксплуатации противоэрозионных гидротех­

нических сооружений.

Для расчета сооружений пользуются полученным в результате изысканий топографическим планом местно­

сти в горизонталях, сведениями о стоке талых и ливне­

вых вод, данными о почвогрунтах на участке проекти­ рования и т. д.

Эти материалы дают возможность наметить плановое положение и вычислить размеры земляных и овражных

сооружений, а также рассчитать необходимость крепле­ ний и их размеры.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1

Цель занятия — усвоить состав и содержание топографических изысканий, иметь представление о содержании проектной докумен­ тации, показать знания в работе с чертежами.

В процессе работы с материалами топографических изысканий необходимо показать на плане местности в горизонталях наиболее характерные формы рельефа (ложбины, балки, овраги, склоны и т. д.) и добиться, чтобы учащиеся могли определить уклон ме­ стности, глубину оврага, балки и т. д.

Особое внимание следует уделить определению водосборной площади как важнейшей составляющей расчета объема стока. Уча­ щийся должен научиться правильно определять на плане водораз­ дельную линию и одним из способов, например палеткой, вычис­ лять площадь водосбора.

Далее переходят к рассмотрению гидрометеорологических дан­ ных и, используя их и вычисленную ранее водосборную площадь, находят объем стока талых и ливневых вод.

После этого учащийся кратко знакомится с материалами геоло­ гических, гидрогеологических, почвенных и других изысканий и со способами получения их, а потом приступает к изучению проектной

20

Глава II

ПРОСТЕЙШИЕ (ЗЕМЛЯНЫЕ) ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ НА ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ

§5. ТИПЫ ЗЕМЛЯНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Впрактике противоэрозионного гидротехнического строительства на водосборной площади применяют сле­ дующие типы сооружений:

земляные сооружения, задерживающие полностью

или частично поверхностный сток,— горизонтальные ва­ лы-террасы или валы с широким основанием;

наклонные валы-террасы и водозадерживающие ва­

лы;

сооружения, обеспечивающие безопасный сброс по­ верхностного стока,— распылители стока, водоотводя­ щие (водонаправляющие) валы и нагорные канавы.

Земляные сооружения просты по конструкции, позво­

ляют максимально механизировать строительные работы

и не требуют специальных материалов. Они быстро при­ останавливают эрозионные процессы, улучшают вод­ ный режим склонов и тем самым способствуют получе­ нию высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйствен­ ных культур. Однако земляные сооружения применяют только в том случае, если агротехнические и лесомелио­

ративные приемы неэффективны в борьбе с эрозией

почвы.

§ 6. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ВАЛЫ-ТЕРРАСЫ

Валы-террасы создают на обрабатываемых склонах, в садах, на участках залуження при уклонах до 6° и не­ значительной ложбинности склона. Этим приемом па­ хотный слой как бы уполаживается. Поверхностные во­ ды по затеррасированному склону стекают очень мед­ ленно, отчего процессы смыва приостанавливаются и значительно увеличивается водопоглощение и как след­ ствие этого происходит повышение урожая сельскохо­ зяйственных культур. Валы-террасы строят преимущест­

венно в зонах недостаточного и умеренного увлажнения.

Правильно созданные валы-террасы при хорошем уходе

22

7

Рис. 6. Горизонтальные валы-террасы:

1 — вал; 2 — прудок.

служат долгое время, поэтому они экономически выгод­ нее таких агротехнических мероприятий, как обвалова­ ние, бороздование и другие, которые проводятся еже­ годно.

Валы-террасы строят по горизонталям местности, по возможности с минимальным числом изгибов и парал­ лельно друг другу. Их привязывают к границам полей

или производственным участкам.

Валы-террасы имеют небольшую высоту и очень по­ логие откосы (рис. 6).

Высота валов обычно колеблется в пределах от 30 до 60 см, ширина основания должна быть не менее 10— 12-кратной высоты вала. Небольшая высота и широкое

основание валов позволяют сельскохозяйственным ма­

шинам легко преодолевать их при обработке почвы и уборке урожая.

Валы-террасы строят террасером, грейдером или бульдозером. Их можно отсыпать за счет одной выем­ ки — в верхнем бьефе или путем устройства двух вые­ мок— перед валом и за ним. При насыпке вала его де­ лают на 10—15 см выше принятой высоты, для учета осадки грунта. Концы валов поворачивают вверх по склону под уголом НО—130° и постепенно сводят на

нет. Это необходимо для задержания воды, в противном

случае вода стекла бы вниз по склону. При пересечении небольших ложбин высоту вала увеличивают с таким

расчетом, чтобы гребень его был горизонтальным. Обра­ ботку почвы и посев сельскохозяйственных культур на террасированном участке проводят вдоль валов. В свя­ зи с перемещением поверхности слоев почвы при строи­ тельстве валов-террас в первые годы после их создания на маломощных почвах наблюдается некоторая «пест­ рота» в урожае. Затем выемки у валов заиливаются и урожайность выравнивается.

За валами-террасами систематически ведут наблю­ дение и при повреждении ремонтируют.

23

Для строительства валов-террас необходимо иметь проект. Этот тип террас можно использовать в полевод­

стве на участках со склоном 5—10°.

Склон, подлежащий террасированию, часто имеет различный уклон. Его разбивают на отдельные участки

и для каждого находят средний уклон. На участке ни­ велиром определяют расчетные превышения одной из проектируемых террас. Найденную на местности точку отмечают колышком. По этой точке нивелиром опреде­

ляют другие точки будущей террасы. Терраса должна

проходить с одними и теми же отметками на местности (по горизонтали). Найденные точки отмечают колыш­ ками— это будет перенесенная в натуру ось вала-тер­

расы.

После разбивки приступают в верхней части склона к устройству вала-террасы.

Для этого проводят вспашку полосы (по оси терра­ сы) шириной 7—8 м. Вспашку выполняют на глубину до 30 см всвал сельскохозяйственными плугами общего

назначения — ПН-4-35, «Труженик-Ѵ», ПН-3-40 и др.

Плуги агрегатируют с тракторами класса 3 тс.

На хорошо вспаханной полосе грейдером перемеща­ ют грунт (почву) в сторону оси вала до тех пор, пока не образуется вал запроектированного профиля. Напри­

мер, строительная высота 0,65 м, рабочая высота 0,4 м,

заложение откосов 1 : 6, ширина основания 6 м.

Для насыпки вала можно использовать прицепные (Д-20А) и автогрейдеры Д-598А, Д-710А.

После насыпки вала его уплотняют катками, (водо­ наливными гладкими ЗКВГ-1,4 или кольчато-шпоровы- ми ЗКК-6А).

По окончании строительства вала-террасы контроль­ ной нивелировкой проверяют гребень вала. При необхо­

димости ведут подсыпку или срезку земли грейдером.

§7. НАКЛОННЫЕ ВАЛЫ-ТЕРРАСЫ

Вусловиях избыточного увлажнения и при наличии тяжелых маловодопроницаемых почв делают наклонные

террасы.

Их устраивают под некоторым углом к гори­ зонталям с небольшим продольным уклоном, чтобы сбросить часть воды, а часть стока перевести в почво­

грунт.

24

Воду сбрасывают в места, безопасные в эрозион­ ном отношении, например в задернованное звено гидро­

графической сети или в специальный водоотводной канал. Уклон вала наклонной террасы в целях предотвращения размыва при стоке задержанной воды принимается пе­ ременным. Он должен быть не более 0,005 в сторону во­ досброса. Например, на первые 100 м длины вала ук­ лон принимается равным 0,0007—0,0008, на следующие

100 м—0,0015, затем 0,003 и т.д.

§ 8. ВОДОЗАДЕРЖИВАЮЩИЕ ВАЛЫ

Для остановки роста оврагов устраивают водозадер­ живающие валы. Впервые их применил В. Μ. Борткевич в 1910 г. на Украине. Валы размещают на приовражном участке по горизонталям выше растущей вершины овра­ га (рис. 7). Их можно размещать также на водосбор­ ной площади с целью задержания стока и защиты склонов водосбора от интенсивных эрозионных про­ цессов.

Во всех случаях валы должны максимально умень­ шать сток и эрозию, отвечать требованиям механизации земляных работ и сочетаться с другими противоэрозионными мероприятиями.

тая шпора; 4 —глухая шпора; ,5 — овраг.

25

Рис. 9. Поперечное сечение водозадерживающего вала:

In- длина прудка; Ь — ширина основания вала.

Размещение валов (но не более 2—3) на приовраж­ ном участке более целесообразно. В этом случае водо­

задерживающие валы занимают малоценную в хозяй­ ственном отношении землю и не мешают механизи­ рованной обработке почвы на всей площади водо­ сбора.

Как показал опыт Ростовской области, применение многорядной системы водозадерживающих валов у вер­ шин оврагов экономически неэффективно, так как значи­ тельные площади земель исключаются из сельскохозяй­ ственного использования. Если надо задержать большой объем стока, то создают один вал, причем располагают его ниже вершинного перепада (рис. 8). Вершинная

часть оврага, отсеченная валом, в этом случае выпола-

живается.

Водозадерживающие валы представляют собой со­

оружения в полувыемке-полунасыпи, состоящие из вала и корытообразной выемки — канавы (рис. 9). Валы строят трапецеидальной формы из местного грунта вы­

сотой h = 0,8—2,0 м (иногда до 3 м), шириной по греб­ ню а до 2,5 м и заложением откосов m=l,5—2,5. Типо­ вые размеры водозадерживающих валов приведены в таблице 3.

Иногда валы делают треугольного поперечного сече­ ния с коэффициентами откосов — сухого 2, мокрого 5. Через 100 м вдоль вала делают перемычки тоже треу­ гольного профиля с коэффициентом откосов 5. Такой профиль вала и перемычек позволяет обрабатывать ло­

же прудка.

Во избежание перелива и переплесков воды через гребень вала его делают строго горизонтальным и не­ сколько возвышающимся над расчетным уровнем воды (табл. 4).

26