42. Расчёт дренажа. Понижение уровня грунтовой воды.

Дренаж устраивают для перехвата или понижения уровня грунтовых вод. Целесообразно располагать дрены под кюветами, где они доступны для ремонта в случае заиления.

Перехватывающий, экранирующий дренаж устраивают обычно в откосах выемок, если выемка перерезает водоносный слой и заходит в водоупор. В этом случае приток воды на 1 м дрены вычисляют по данным обследования водоносного слоя:

, где - коэффициент фильтрации; - уклон водоносного слоя; - глубина воды в слое.

На длине собирается расход воды, подлежащий отводу: .

Для пропуска такого количества воды необходима труба, размер которой может быть найден из равенства: , где - уклон дренажной трубы; - расчетная характеристика дренажной трубы, вычисляемая по формуле: , где - диаметр трубы.

Скорость течения воды в трубе должна быть на очень большой, но и не очень низкой(во избежание заиливания). Скорость течения в круглой дренажной трубе: , где

W – скоростная характеристика равная м/с.

Для определения необходимой глубина заложения дрен строят кривую депрессии (понижения) грунтовых вод, рассчитывают приток воды к дренам и их сечение.

Каждая из дрен осушает некоторое пространство, предельная ширина которого, отсчитываемая в одну сторону от дрены, называется радиусом действия дренажа:

; где - угол депрессии, зависящий от свойств грунта водоносного пласта.

Форма кривой депрессии представляет собой параболу: , при x=0 т.е. в наибольшем удалении от дрены, y=H и понижения нет. При x=R; y=0 кривая депрессии снижается на величину Н.

Зная расстояние между двумя дренами L, получаем расчетное уравнение понижения уровня воды в середине дороги: .

43. Общие сведения о переходах через водотоки, типы переходов через реку. Характерные участки для реки. Типы речных русел. Основные характеристики речного потока.

Типы переходов:

1. мост – сооружение над водой;

2. тоннель – сооружение под водотоком;

3. фильтрирующая насыпь (вода пропускается через пористую кладку);

4. паром;

5. ледовая переправа.

Мостовой переход – комплекс инженерных сооружений, который включает сам мост, который пересекает водоток, подходы к мосту (укреплённые земляные насыпи, подтопляемые в паводок), регуляционные сооружения, которые предохраняют мост и подходы к нему от вредного воздействия потока.

Как правило, мостовой переход включает 1 мост, который пересекает русло реки. На реках с широким разливом могут быть ещё и пойменные мосты.

Бывают МП с наплавными мостами (понтонами), которые используются в летний период.

Мосты:

1. малые (до 25 м);

2. средние (25 - 100 м);

3. крупные (> 100 м);

4. с длиной пролёта > 50 м.

Речные долины и русла рек.

В годовом цикле стока наблюдается существенная неровность, и могут быть выделены периоды стока max и min.

Речные долины в большинстве случаев образуются во время ледников и изменения земной поверхности.

Процесс формирования русла и речной долины продолжается непрерывно под действием протекающей воды. Русла формируются только при относительно высоких скоростях течения воды, в основном во время паводков. Вода стекает с высоких уклонов, разрушая рыхлые породы и унося их вниз по течению. На участках, где уклоны меньше, эти выносы откладываются.

=> В средней и нижней части долины рек складываются из выноса аллювия, под которым находятся коренные породы.

Пойма – полоса долины, которая примыкает к реке и заливается водой в период max стока (может быть не каждый год). Пойма покрывается травой, кустарником, иногда лесом.

Круглогодичный сток наблюдается только в русле реки. При этом min сток испытывает только часть русла – меженное русло.

Межень – период устойчивого низкого уровня воды, когда питание стока происходит за счёт грунтовых вод и малого количества выпавших осадков.

Характерные участки для реки.

На протяжении долины реки можно выделить 3 характерных участка:

1) верхний по течению с наибольшим уклоном – зон эрозии. Вода стекает со склонов со значительной скоростью, размывая грунт и унося его вниз по течению – вынос наносов. Русло врезается в коренные породы речной долины, что приводит к глубоких узких русел – каньонов.

2) средний участок с уклоном , - зона транзита наносов. Сюда поступает не только вода, но и наносы. Устойчивое положение и размер русла соответствует скорости водного потока, при котором прекращается размыв берегов. - извилистое русло – меандрирующее.

Криволинейные участки соответствуют неравномерным скоростям реки. У вогнутых берегов скорость воды больше => берег размывается, а у противоположного откладываются наносы, берег наращивается => происходит боковое перемещение русла; в стороне остаётся криволинейное озеро – староречье.

– очертания русла повторяют извилистость речной долины, берега устойчивы. Река с таким практически неподвижным руслом – немеандрирующая.

3) низший по течению участок, характеризуется наименьшим уклоном,

, протекающая вода уже не может переносить все наносы => часть наносов откладывается – зона аккумуляции наносов. Наносы накапливаются и скапливаются в отмелях по всей ширине дна.

=> При спаде половодья русло оказывается разбито на рукава – блуждающее русло.

Деление всего протекания реки на 3 участка не обязательно для всех рек. Может отсутствовать зона транзита. на реках, в которые впадают другие большие реки, часто отсутствует зона аккумуляции.

Участки, где ширина русла ограничена или оказывается меньше, чем необходимо для формирования русла – теснины: I порядка – с постоянным уклоном; II порядка – с самоформирующимся уклоном, с задержанием наносов или размывов дна.

Основные характеристики речного потока:

уклон дна русла; средняя ширина русла; средняя глубина русла; скорость потока воды;

расход водного потока (количество воды, которое переносится за 1 времени); расход твёрдых частиц в твёрдом потоке, которое переносится за 1 времени.

Типы речных русел и условия его формирования.

Формирование речного русла – русловой процесс. Он происходит непрерывно. Происходит взаимодействие водного потока с подвижным дном русла.

Тип русла	Зона распространения	Внешние условия (постоянны)	Местная характеристика русла (формирующиеся)
каньон	зона эрозии
меандрирующее	зона транзита
немеандрирующее	зона транзита
блуждающее	зона аккумуляции
теснина I рода	любая зона
теснина II рода	любая зона