Объекты ланд архитек

6.2. Водоемы, их назначение и классификация

Классификация водоемов. Водоемы могут быть как природного, так и ис-

кусственного происхождения.

Природными водоемами являются естественные озера и пруды.

Искусственные водоемы можно подразделить на три основные группы:

• водохранилища (объем воды более 1 млн м3);

• пруды (объем воды менее 1 млн м3).

• бассейны, отличающиеся полной изоляцией от внешней среды и полным

регулированием водного режима.

На объектах ландшафтной архитектуры наиболее часто устраиваются водо­

емы, которые классифицируются по конструктивным признакам и по основ­ ному назначению, а также в зависимости от их местоположения на рельефе, в

русле реки, пойме и т.д.

По конструктивным признакам водоемы подразделяются:

• на малые и сверхмалые водоемы с готовой облицовкой дна и бортов,

выполненной в заводских условиях (это, как правило, пленка или готовая

ванна). Такие водоемы по существу больше относятся к бассейнам, так как

они полностью изолированы от природной среды и имеют искусственное на­

полнение. Особенностью их применеимя в условиях средней полосы России,

при наличии глинистых и суглинистых почв с высоким уровнем воды в весен­

ний период, является необходимость дренажа зоны расположения такого во­

доема. При несоблюдении этого правила далеко не единичны случаи <<всплы­

ваниЯ>> таких водоемов выше поверхности земли, что сразу же нарушает эсте­

тические качества территории объекта;

• плотинные водоемы, которые возводятся как на постоянных, так и на

временных водотоках. Основная цель их создания - это регулирование русло­ вого стока, который в условиях средней полосы России преобладает в весен­

ний, самый многоводный, период. При регулировании стока в хозяйственных

целях это дает возможность использовать воду для полива растительности в

летний период. Регулирование руслового стока дает возможность создавать

полноводные водоемы с круглогодичным использованием1;

•копаные водоемы, которые возводятся путем устройства котлована в грунте

споследующим заполнением его водой. Размеры и форма таких водоемов раз­ личные, зависящие от взглядов ландшафтного дизайнера на связь водных, растительных и строительных объектов. Как правило, размеры таких водоемов значительно меньше, чем плотинных, что объясняется гораздо большей тру­

доемкостью их создания. Объемы таких водоемов колеблются от десятков до

десятков тысяч кубических метров воды при средней глубине 1... 2 м. Чтобы наглядно показать трудоемкость их создания, используют такой показатель, как отношение объема накопленной воды к объему земляных работ, выпол­ няемых для создания водоема. Этот показатель К, называется коэффициентом

эффективности устройства водоема. У плотинных водоемов он обычно колеб-

1 Типичными nредставителями таких водоемов являются Uарицынские, Борисовские, Кузь­

минские и другие водоемы на малых и средних реках Москвы. Объемы этих водоемов колеблют­

ся от сотен до миллионов кубических метров воды.

11 о

лется от 20 до 100 и более, в то время как у водоемов-копаней он почти всегда

меньше единицы;

• комбинированные водоемы. Уже само название этих водоемов говорит о

том, что при их создании использовались различные приемы и конструктив­

ные решения. В России этот тип водоемов был известен с XVII-XVIII вв.,

хотя в настоящее время следы комбинирования не всегда можно заметить. Сначала создавали плотинный водоем, который всегда принимал так называ­

емые природные очертания, при которых урез воды повторял очертания го­

ризонталей рельефа. Это обычно приводило к тому, что в верхней части водо­ ем был очень узким, приближаясь по ширине к руслу реки или ручья. Если такая форма не устраивала архитектора, то очертаниям водоема прИдавалась

искусственная форма, преследующая определенные цели1•

По основному назначению водоемы подразделяются:

• на декоративные водоемы, к которым в основном относятся малые и

сверхмалые водоемы из готовых форм. Такие водоемы полностью зависят от

человека (котлован; его облицовка; растения; водное питание; водообмен, как правило, искусственный с помошью насоса, и другие характерные пока­

затели);

• водоемы ландшафтно-декоративного назначения, которые являются важ­

ной частью планировочной структуры объекта. Коэффициент водообмена (от­

ношение количества воды, проходящей через водоем в течение года, к объему

воды в водоеме), как правило, составляет 2 ... 2,5. Хозяйственное использова­ ние воды не предусматривается. При устройстве таких водоемов необходимо

предусматривать водную растительность;

• рекреационные водоемы, которые отличаются от ландшафтно-декора­

тивных рекреационной нагрузкой. Требования к чистоте воды достаточно вы­

соки. Такие водоемы должны иметь высокий коэффициент водообмена- 2,5 ... 3. Вблизи водоемов устраивают сооружения бытового назначения, удовлетворя­

юшие потребности отдыхаюших. Размеры рекреационных водоемов должны

быть достаточно большими: во-первых, для улучшения саморегулирования

биологических процессов; во-вторых, для снижения степени загрязнения воды;

• водоемы для водного спорта, которые проектируют и строят достаточно

целенаправленно, в соответствии с требованиями и нормативами на создание спортивных сооружений. В зависимости от назначения водоема задаются таки­ ми параметрами, как плошадь акватории, глубина в различных местах, мак­ симальная длина водного зеркала, облицовка берегов и др. Водная раститель­ ность, как правило, исключается. Вокруг водоема возводятся спортивные со­ оружения, обеспечивающие использование этого водоема по основному на­

значению;

• водоемы для спортивного рыболовства, которые могут быть двух типов: небольшие водоемы индивидуального пользования и более крупные водоемы коллективного пользования. В водоемы первого типа, как правило, запускает­ ся крупная рыба. Такие водоемы должны иметь коэффициент водообмена,

равный 4 ... 5. На зиму рыбу не оставляют. Ее отлавливают осенью полностью.

1Примсром таких комбинированных водоемов может служить большой прямоугольный пруд

вимении «Триrорское•> в Пушкиноrорье. Другими примерами могут служить водоемы в бывшем имении графа Храповицкого недалеко от г. Судогды Владимирской обл.

111

Ввиду временного содержания рыбы такие водоемы могуr не иметь зимоваль­

ных ям. Подкормка рыб производится умеренно или даже слабо для усиления

клева. В водоемах второго типа расчет делается на перезимовку рыбы, для чего необходимо иметь в водоеме зимовальные ямы глубиной 3 .. .4 м. Зарыбдение

таких водоемов может производится как мелкой, так и крупной рыбой. Впери­ од спортивного рыболовства подкормка средняя. Для роста и нагула рыб в

период запрещения лова возможна усиленная подкормка;

• водоемы для рыборазведения. Разведение рыбы предусматривает и ее вы­

лов для хозяйственной цели. Для быстрого роста рыбы желательно иметь воду

поверхностного стока, богатую кислородом и более теплую. На чисто подзем­ ных водах рыба развивается в два раза медленнее. Подкормка рыбы вызывает загрязнение водоема и поэтому целесообразен 4-5-кратный водообмен. Зи­ мовальная яма в таких водоемах обязательна. При средней глубине водоема

2 ... 2,5 м глубина зимовальной ямы может достигать 4 ... 5 м. Отличительной особенностью таких водоемов может быть садок с решетчатыми стенами для

отлова рыбы пуrем спуска воды в этот садок. После сброса основной массы воды рыбу вычерпывают сочком;

• водоемы для орошения территории объекта, которые создаются для на­ копления и прогрева воды, используемой для орошения. Это особенно важ­ но, если такой водоем заполняется холодными и бедными кислородом под­

земными водами. Вода в водоеме должна быть чистой во избежание засоре­

ния дождевальных устройств. Особенностью таких водоемов является значи­

тельное понижение уровня воды в период интенсивных поливов, при кото­

ром происходит обнажение откосов водоема, а иногда и части дна. Для со­ хранения эстетичного внешнего вида такого водоема в рамках ландшафтной архитектуры целесообразно художественное оформление частично и временно обнажающихся поверхностей. Водообмен водоема рекомендуется проводить не менее 3- 5 раз;

•водоемы многофункционального назначения. С течением времени (а иногда

исразу) водоем одновременно выполняет несколько функций, т. е. становит­

ся в той или иной мере водоемом многофункционального назначения. Поэто­ му требования к такому водоему зависят от того или иного преобладания его функций.

Взависимости от местоположения на рельефе, в русле реки, пойме все

водоемы подразделяются:

• на водоемы на рельефе (в основном это водоемы-копани), которые в

соответствии со строением рельефа могуr быть русловыми, пойменными, скло­ новыми и водораздельными. Если рассматривать разрез рельефа вдоль склона

от водораздела до русла реки и ручья, то можно выделить такие его элементы,

как водораздел, склон с надпойменными террасами, пойма реки или ручья и

русло;

• водоемы в руслах рек, которые, в свою очередь, подразделяются на рус­

ловые копаные и плотинные. Русловые копаные водоемы характеризуются тем,

что они устроены непосредственно около русла реки (точнее, в самом русле), в результате чего сток реки или ручья проходит полностью через водоем. Иногда такой водоем привлекает ландшафтного архитектора тем, что не возникает

проблем с подачей и сбросом воды. Зато возникают другие проблемы с так

называемым твердым стоком, т. е. с взвешенными наносами, которые при рез-

112

ком снижении скорости потока оседают в водоеме, в результате чего русло­

вый водоем работает как отстойник. Результатом этого является быстрое за­

иление русловых водоемов, что неоднократно встречается в реальной жизни.

При создании плотинного водоема сезонного регулирования можно услов­

но считать, что объем годового стока равен объему водоема, при этом объем

каждого равен примерно в 100 тыс. м3. В таком случае в верхней части плотин­

ного водоема откладывается почти годовой твердый сток.

В случае руслового копаного водоема жидкий годовой сток проходит через

водоем, т. е. те же 100 тыс. м3• Но объем руслового водоема-копани во много раз меньше (например, всего 500 м3). Тогда осаждение твердого стока в водоеме

на единицу объема будет в 200 раз больше, что и происходит на самом деле. Рациональное использование речного стока в водоемах-копаняхзаключается

в вынесении водоема на пойму и отделении его от русла, т. е. создание пой­

менных водоемов;

• пойменные водоемы, которые могут иметь разные типы водного пита­ ния - водами руслового стока, подземного стока и комбинированное. Типич­ ный пойменный водоем размещается в пойме реки, часто для этой цели ис­

пользуется старица. Старица питается дополнительной водой или за счет под­ земного стока или поверхностного стока в период половодья. Окультуренный пойменный водоем во избежание засорения и заиления изолируется от павод­ ковых вод. Для связи с речным стоком делается один или два канала (подводя­

щий и отводящий). На таких каналах могут быть поставлены шлюзы. При не­

высоком уровне воды в реке может быть поставлена плотина или насосная станция, обеспечивающая подачу воды для наполнения водоема и норматив­ ного водообмена в периоды наименьшего загрязнения воды. Такого типа во­

доемы перспективны и строятся в настоящее время в зонах отдыха: лесопар­

ках, на территории спортивных комплексов и др.;

• склонавые водоемы, которые создаются на склонах или террасах речных

долин. В зависимости от положения на склоне можно выделить водоемы, зани­ мающие верхние, средние или нижние части склонов. Положение водоема

определяется его назначением, а также имеющимися источниками водного

питания. С точки зрения строительства различия между ними незначительные.

Особенности возведения зависят, главным образом, от специфики геологии и гидрогеологии объекта;

• водораздельные водоемы (водоемы-копани), которые устраивают на во­ дораздельных участках. Основные проблемы, которые приходится решать в

этом случае, связаны с особенностью водного питания. Считается, что на

водоразделах отсутствует поверхностный сток. На классических водоразделах

дело обстоит именно так, но на местных водоразделах почти всегда имеется какая-то часть поверхности земли, лежащая выше водоема. В этом случае есть

возможность как непосредственного питания водоема, так и при помощи до­

полнительных водопадводящих и водорегулирующих сооружений. То же самое относится и к подземному питанию. При наличие областей питания, располо­

женных выше зоны водоема, определенная часть подземного стока может по­

падать в водораздельный водоем-копань. По необходимости принудительное питание водоема осуществляется из какого-либо надежного источника: реки, водохранилища, скважины и т. д. Водоемы устраивают в углублениях или там,

где произведена выемка грунта, или на возвышениях, насыпях;

113

• водоемы в выемке - наиболее распространенный вид водоемов, который преобладал в ландшафтной архитектуре в прошлом, преобладает в настоящее

время и будет преобладать в обозримом будущем. При устройстве водоемов

учитывается относительная независимость их от места положения, произволь­

ные размеры и форма акватории, а также возможность применения разнооб­

разных вИдов и форм оформления береговой линии. Недостатком таких водо­

емов является их высокая стоимость, связанная, как правило, с низкой отно­

сительной эффективностью строительства. Отношение объемов воды и земля­ ных работ, как правило, меньше единицы;

• водоемы в насыпи, которые в чистом виде встречаются достаточно ред­

ко. Гораздо чаще можно встретить сборные металлические наземные бассей­

ны с принудительным наполнением водой и систематической очисткой пос­

ледних с помощью фильтров. Однако имеются случаи, когда водоемы в на­

сыпи служат не только средством накопления воды, но и средством парал­

лельнога опреснения засоленных подземных вод, проникающих в благопри­

ятных условиях в подземную толщу со стороны соленых океанских и морских

вод. Другим случаем создания водоема в насыпи могут служить накопители

водной энергии в ВИде водоемов гидроаккумулирующих электростанций, где

разница высот основного и регулирующего водохранилища составляет де­

сятки и даже сотни метров. Такая специфика водоемов в насыпи требует от

ландшафтного архитектора дополнительных консультаций со специалистами­

гидротехниками;

• водоемы в полувыемке-полунасыпи, которые достаточно широко рас­

пространены в практике гидротехнического и ландшафтного строительства.

Применяется такой прием, главным образом, при строительстве склоно­

ных водоемов, когда при устройстве котлована один берег оказывается зна­ чительно выше другого, лежащего ниже по склону. В этом случае наиболее

удачным решением является использование вынутого грунта для устрой­

ства дамбы, поддерживаюшей уровень воды в нижней (по склону) части водоема. При одном и том же объеме воды такой водоем получается более

экономичным, потому что часть объема находится в подпертом состоянии,

что характерно для водоемов плотинного типа. Коэффициент эффективно­

сти таких водоемов часто больше единицы (это гораздо лучше, чем у водо­

емов в выемке).

Типы питания водоемов. Тип водного питания является одним из основных

показателей, характеризуютих особенности конструкции и функционирова­

ния водоема. Распространены четыре основных типа водного питания: поверх­

ностный сток, грунтовые воды, принудительное наполнение водоемов-копа­ ней из гарантированного источника водного питания и комбинированное

питание.

Поверхностный сток является основным видом водного питания всех пло­

тинных водоемов. Разница заключается лишь в соотношении объемов чаши

водоема и объемов стока. При значительном превышении объемов стока воз­

можно создание каскада водоемов, расположенных на одном и том же водо­

токе.

Грунтовые воды, как правило, обеспечивают лучшее санитарное состояние

водоема благодаря меньшей загрязненности подземных вод и более низкой их

температуре, сдерживаюшей процесс образования ряски и развитие других

114

водорослей. Особенно благоприятно сказывается питание грунтово-напорна­

ми водами, обеспечивающими более значительный расход и проточность во­

доема. Количество водоемов на чисто подземном питании меньше, чем на

поверхностном стоке. Такие водоемы, как правило, расположены в поймах средних и крупных рек, отличающихся широкими поймами. В более узких поймах

размещение водоемов, организация водного питания и защита от весеннего и

летне-осеннего затопления затруднительны.

Принудительное наполнение водоемов-копаней из гарантированного источни­ ка водного питания производится в том случае, если нет хороших естествен­

ных источников водного питания. Малые водоемы заполняют водой из поли­

вочного или обычного водопровода. Большие водоемы часто заполняют водой

из специально пробуреиных скважин или скважин общего назначения. Имеют

место и такие источники, как подача воды насосами из рек, водохранилищ

или более крупных и хорошо обеспеченных водой водоемов.

Комбинированное питание имеет в какой-то мере почти каждый водоем, так

как на его поверхность выпадают жидкие и твердые осадки и частично посту­

пают воды поверхностного стока.

Регулирование стока. Регулирование стока характерно для плотинных водо­ емов, расположенных на постоянных или временных водотоках. Выделяют три

основных типа регулирования стока: многолетнее, сезонное и суточное.

Многолетнее регулирование стока в основном характерно для крупных во­ доемов (водохранилищ), имеющих важное хозяйственное значение. Ландшафт­ ные работы на берегах такого водохранилища должны учитывать диапазон многолетнего колебания уровня воды, в результате которого (как естествен­ ного, так и принудительного) сезонно освобождается от воды часть склонов

чаши водоема. Имеется возможность в случае недостатка стока для сезонного

регулирования создать полноценный водоем многолетнего регулирования при

условии усиления или очень слабого развития хозяйственного водопользова­

ния путем отбора воды.

Сезонное регулирование стока основано на том, что сток задерживается в

водоемах в многоводный период (весной) и расходуется в маловодный пери­ од (летом). Каждый год процесс заполнения и частичного опорожнения водо­ ема повторяется. Это происходит в результате того, что основной объем воды водоема (за исключением <<Мертвого>> объема) расходуется на хозяйственные нужды, например на орошение полей, садов, городских посадок и т.д. Такие водоемы малопривлекательны в ландшафте вследствие значительных сезон­ ных колебаний уровня воды и оголения откосов, а частично и дна водоемов.

Суточное регулирование стока применяется при работе гидроаккумулиру­

ющих электростанций.

6.3. Строительство водоемов

Правильно спроектировать и построить водоем можно, только опираясь на материалы детальных изысканий: топографические, гидрологические, геоло­ гические, гидрогеологические, санитарно-гигиенические (бактериологические). На основе указанных видов изысканий должны быть решены следующие воп­

росы.

115

1. Форма и площадь зеркала (акватории) водоема, которые задаются ланд­

шафтным архитектором исходя из основного назначения водоема, проекти­

руемого на объекте, размеров участка, типа и размера сооружений. При этом

форма водоема может быть самой разнообразной, включать в себя как отдель­

ные водоемы, так и их каскад при соединении водоемов ручьями или сопря­

гающими сооружениями.

2. Объем воды в водоеме, который зависит от площади акватории, назначе­ ния водоема, его средней глубины, источников водного питания и норматив­ ного (или возможного) водооборота. Не исключено, что несоответствие объе­

ма и других влияющих на него факторов может вызвать изменения первона­

чального проектного решения или создать дополнительные трудности, реше­

ние которых может привести к значительным дополнительным затратам.

3. Средняя и максимальная глубины водоема, определяемые исходя из раз­ личных факторов, к которым относятся площадь акватории, отношение к водной растительности, виды зарыбления и породы рыб, характер использо­ вания рыбы и др. При этом максимальная глубина может зависеть от гидроге­ ологических особенностей объекта и характера использования рыбы. При ры­ боразведении и зимовке рыб необходимо устройство так называемой зимо­

вальной ямы глубиной 2,5 .. .4,5 м.

4. Зонирование акватории (зеркала воды) водоема, которое должно быть

решено заранее, так как оно зависит от видов использования водоема и может

вклюqать в себя следующие направления: глубоководная зона для перезимов­ ки рыб; мелководная зона для прогрева воды, используемой для орошения; зона водной растительности для биологиqеской очистки воды, зона размеще­ ния пляжа; зона декоративной водной или околоводной растительности и др.

5. Крутизна откосов (коэффициенты заложения откосов), которая должна

быть определена в самом начале проектирования, так как все работы по со­ зданию водоема-копани начинаются с устройства котлована. При проведении инженерно-геологических изысканий на основе составленного задания на этот

вопрос должен быть дан ответ. Наилучшим решением является освещение в

отчете трех позиций: угол естественного откоса в сухом состоянии, угол есте­

ственного откоса в мокром состоянии и угол внутреннего трения по инже­

нерно-геологическим элементам (ИГЭ). Если эти данные отсутствуют или от­

сутствуют результаты инженерно-геологических изысканий, то сведения по

углу внутреннего трения могут быть взяты по СНиП 2.02.0 l-83* <<Основания

зданий и сооружений».

6.Защита от фильтрации, которая устраивается в тех случаях, когда водоем

создается на легких водопроницаемых почвах и грунтах при глубоком уровне залегания грунтовых вод (ниже дна водоема). Защита от сильной фильтрации может быть выполнена из традиционных местных материалов (глиняный уплот­ ненный экран, песчано-глинистая смесь, глинобетон и др.); традиционных промышленных материалов (бетон, железобетон с уплотнительными добавка­ ми и т. д.); новых синтетических материалов (полиэтиленовые, резиновые); новых вицов покрытий (гибкие синтетические маты, заполненные сухим глиняным

порошком, и т.д.). Выбор того или иного материала зависит от его нали'lия,

стоимости, дальности возки, разумной затраты средств и других факторов.

7.Защита от загрязнения частицами грунта (суффозии), которая осуществ­

ляется в случаях подземного водного питания или попадания вод поверхност-

116

ного стока в водоем путем фильтрации через борта и дно водоема. Максималь­

ную опасность представляют мелкие глинистые и илистые частицы, проника­

ющие в водоем вместе с водой через активные поры грунта. Заиление такими

частицами (если не принять защитных мер) может быть довольно значитель­ ным, достигающим в прибрежной зоне 1,0 ... 1,5 м. Для борьбы с этим явлени­

ем применяют фильтры как из местных материалов (песчано-щебеночные),

так и в сочетанииснеткаными синтетическими материалами (геоткань повы­

шенной плотности- 350 ... 550 rjм2).

8.Тип водного питания, который определяет основной источник воды для

наполнения водоема. Типы водного питания рассмотрены ранее. При проекти­ ровании водоема необходимо выбрать один или два из них (в основном, это поверхностный сток, грунтовые воды или их комбинация) и заложить в про­

ект. В ряде случаев при выборе типов водного питания приходится одновре­

менно проектировать и сооружения для обеспечения данного типа питания

(см. п. 10).

9.Аэрация грунтовой воды, которая бывает, как правило, необходима

вследствие малого содержания кислорода, что неблагаприятно сказывается

на жизнедеятельности водоема вообще и рыбы, в частности. Попутно с аэра­

цией решается и вопрос о повышении температуры холодной подземной

воды. Такой подогрев нужен как при использовании воды для орошения, так и для лучшего роста рыбы. Аэрацию воды можно производить различными способами, но если водоем имеет ландшафтное значение, то лучше сочетать аэрацию с другими устройствами и эффектами. Например, воду в водоем

можно не просто подавать, а пропускать через такие сооружения, как грот,

искусственный родник, ручеек, ручей с каскадом перепадов и малых бас­ сейнов, в которых вода будет нагреваться, издавать приятное журчание, иг­

рать на солнце. Наиболее эффективным способом аэрации воды являются различного рода фонтаны, которые можно устраивать на берегу, на островах

или плавающих островах с возможностью произвольнога и оперативного

изменения местоположения в пределах водоема. Большую роль в аэрации

воды играют также различные гидротехнические сооружения: перепады,

быстротоки, консоли, водопады и другие, устраиваемые как на берегу, так и на разделительных дамбах при делении водоема на несколько участков с

разным уровнем воды.

1О. Сооружения для водного питания водоема, которые часто требуются при проектировании водоема-копани. В плотинных водоемах такой вопрос не

возникает, так как источник водного питаниярека или ручейуже суще­ ствует и функционирует и задача сводится лишь к задержанию стока каким­ либо типом плотины и сбросу избытка воды в период паводков водосбросным

сооружением. Водоем-копань на поверхностном стоке может потребовать уст­ ройства двух видов сооружений: для увеличения и усиления этого стока (водо­ сборные валы, борозды, каналы для переброски стока с другого водосбора), а также для очистки, как правило, загрязненного поверхностного стока (раз­ личного вида фильтры для механической очистки или применение средств биологической очистки воды). При устройстве водоемов на грунтовом пита­

нии может оказаться, что прямое грунтовое питание окажется недостаточным.

В таком случае могут быть применены методы каптажа родников или искусст­

венное дренирование вышележащих водоносных горизонтов для усиления грун-

117

тового стока. В случае отсутствия таких горизонтов или расположения водоема

на относительно ровной поверхности можно использовать специальные буро­ вые скважины для дополнительной подачи воды в водоем. Такие скважины имеют небольтую глубину (10 ... 20 м) и могут использовать воду, которая по химическим или бактериологическим показателям непригодна или малопри­

годна для питьевых целей.

11. Водосбросные сооружения, которые nреследуют две основные цели: не

допускать подъема воды выше определенного уровня и сбрасывать все излиш­ ки воды, образующиеся в результате половодья, паводков, снеготаяния или

обильных ливневых осадков. Устройство водосбросных сооружений связано

(в зависимости от типа водоема) с проведением гидрологических, гидрогеоло­ гических и гидравлических расчетов. Цель гидрологических и гидрогеологических

расчетовопределение величины расчетного расхода (как правило, в м3jс),

а цель гидравлических расчетов - определение размеров сбросных сооруже­

ний в зависимости от их вида, материала, формы и других показателей. Необ­ ходимо помнить, что ни один хорошо спроектированный и построенный во­

доем не может нормально эксплуатироваться и выполнять свою роль без водо­

сбросного сооружения. Водосбросные сооружения могут иметь конструкцию

одноили многоочковых труб, преимущественно круглого или nрямоуголь­ ного сечения; водосливов с тонкой стенкой, с широким порогом или nракти­

ческого профиля, а также другие формы.

12. Сооружения для полного опорожнения водоема, которые обычно назы­

ваются донными водоспусками или донными водовыпусками. Слово <<донный» пошло от устройств на плотинных водоемах, где по ряду причин необходимо было время от времени nроизводить полное опорожнение водоема для проведе­ ния эксплуатационных и ремонтных работ. Примерно такие же сооружения де­ лаются и в больших открытых бассейнах для обеспечения смены воды. В отно­ шении водоемов-копаней дело обстоит несколько сложнее, так как не всегда

удается проложить донный водоспуск самотечного типа. В этом случае nрихо­ дится использовать насос для поднятия воды из самой низкой точки дна. Для

большей эстетичности как самого водоема, так и водовыпускного сооружения последнее целесообразнее выполнить в виде отдельного колодца, соединен­ ного с водоемом донным трубопроводом. В свою очередь, наличие такого со­ оружения побуждает использовать его и в качестве водосбросного, если рель­ еф местности и другие обстоятельства не nредопределят более простого и

экономичного решения.

13. Кратность водообмена, которая в основном зависит от назначения водо­ ема. Реальный водообмен и потребность в нем зависят также от объема водо­ ема и гидрологических и гидрогеологических особенностей объекта. Напри­

мер, известно, что крупные водоемы сами с успехом справляются с различ­

ными нагрузками при сравнительно малом водообмене. Плотинные водоемы при явном превышении объемов стока над чашей водоема также не нуждают­ ся в каких-либо дополнительных мероприятиях. Часто в таких водоемах без

особых усилий достигается 10-50-кратный естественный водообмен. Во всех

остальных случаях (в основном касающихся водоемов-копаней ограниченного размера) приходится рассчитывать и соизмерять объем чаши и объем стока для обеспечения нормативного водообмена, который кратко и nриближенно можно охарактеризовать коэффициентом водообмена:

118

Если естественный водообмен в нужном объеме осуществить не удается, то

приходится прибегать к системе фильтров для регулярной очистки воды.

14. Фильтры для очистки воды, которые можно подразделить на естествен­

ные и искусственные. Естественные фильтры, как было отмечено ранее, за­

висят от естественного водообмена, размеров водоема, типа водного пита­

ния, температуры воды, степени ее аэрации и друтих факторов. Основными

очистителями воды являются растения и микроорганизмы. Из растений можно

отметить камыш, тростник, рогоз, ситник и др. Если естественные очисти­

тели воды не справляются, то приходится прибегать к использованию спе­

циальных сооруженийискусственных фильтров. Искусственные фильтры (или их отдельные части) по характеру действия можно подразделить на

механические, химические, аэрационные, стерилизующие и микробиоло­

гические.

Наиболее распространенными и более простыми по устройству являются

механические фильтры, очищающие воду от механических примесей. Это, как правило, многоступенчатые фильтры, состоящие из кварцевого песка и щеб­ ня различных фракций. Химические части фильтров поглощают отдельные

элементы, находящиеся в избытке или отличающиеся нежелательными свой­ ствами. Аэрационная часть фильтра работает по принцилу насыщения раство­

ра молекулами воздуха и кислорода, приводящего к более быстрому разложе­

нию органических веществ. Стерилизация раствора производится путем ульт­ рафиолетового облучения протекающей по прозрачному трубопроводу воды. Микробиологическая часть фильтра очищает воду от органических примесей путем переработки этих примесей специально заселенными на пористых сре­ дах бактериями.

15. Сопутствующие гидротехнические сооружения, которые возводят как с целью выполнения отдельных функций, так и с целью достижения зрелищ­ ного эффекта (сооружения гидропластики, из которых одно из первых мест занимают различного вида фонтаны). Не менее зрелищны более массивные и

шумные сооружения типа искусственных водопадов. При этом их эффектив­

ность, зрелищность и шумность напрямую зависят от высоты падения воды,

расхода и типа поверхности водобойной части водопада.

16. Дренаж для отвода фильтрационных вод и регулирования водного ре­

жима окружающей территории, который является непременным мероприяти­ ем при устройстве водоема с высоким уровнем воды в переувлажненных грун­

тах. При этом могут быть рассмотрены два основных варианта: когда водоем

имеет низкий уровень воды, позволяющий дренировать окружающую переув­

лажненную территорию; когда уровень воды высокий, подтопляющий эту же

самую территорию.

В первом случае возможен дренаж территории со сбросом дренажных вод в

водоем и удалением избытка воды через водосбросное сооружение. В этом слу­

чае имеется один существенный недостатокбольшое расстояние от поверх­ ности воды до поверхности земли. Выход из этого положения - организация

119