1590

3

обходимо учитывать деформацию русла и обрушение берега реки. Будучи ярко выраженным гидроморфологическим процессом, определяемым многочисленными природными факторами, русловой процесс должен исследоваться всесторонне. Его теория лежит на стыке ряда наук, в первую очередь гидродинамики, гидрологии, гидрогеологии, геоморфологии и геодезии. Поэтому создание его теории требует коллективного труда специалистов этих наук.

Рассматривая значение оценки русловой деформации при проектировании отдельных видов сооружений, необходимо отметить следующее. Особенно велика роль оценки руслового процесса при проектировании и строительстве водозаборных сооружений. Водоприемники, обычно строящиеся непосредственно в русле реки или у ее берегов, и насосные станции, проектирующиеся в непосредственной близости от русла, часто на поймах рек, не могут быть удачно расположены, если не будут учтены планово-высотные деформации речных русел и коренных берегов. Без учета руслового процесса нельзя разработать системы наиболее эффективных защитных мероприятий по обеспечению нормальной работы водозабора в случае, если месторасположение его оказалось вынужденным. Большой интерес к оценке именно плановых деформаций речных русел был проявлен в связи с проектированием и строительством все расширяющейся сети линий высоковольтных передач (ЛЭП), особенно при их переходах через большие реки. В этих условиях для сокращения пролета перехода выгодно располагать опоры ЛЭП в наибольшей допустимой близости к берегам русла и естественно при этом, что устойчивость и надежность береговых опор непосредственно зависят от плановых деформаций речного русла на участке перехода. Не менее распространенными в последние годы стали переходы через реки трубопроводов, прежде всего таких, как газо – и нефтепроводы. На первый взгляд, кажется, что при проектировании и эксплуатации переходов трубопроводов через реки основной задачей является оценка высотных деформаций дна речного русла с тем, чтобы правильно заглубить траншеи подводного перехода и гарантировать отсутствие размывов и обнаружение труб, так как последнее ведет к крупным авариям. Однако решение этой задачи требует учета также и плановых деформаций русла берега, поскольку изменение отметок дна неразрывно связано с перемещением русловых форм – сползанием гряд, островов, излучин, увеличением их кривизны и т.п., в ходе которого меняется местоположение глубо-

6

ких и мелководных участков. И в этом случае необходимо учесть общий характер переформирования русла на участках относительно большого протяжения. Необходимость учета деформаций не только створа сооружений, но и целых участков реки неизбежно возникает

ипри проектировании мостовых переходов, набережных, причалов

ит.п. Без учета русловых и береговых деформаций, всегда связанных с процессами переотложения наносов, нельзя быть уверенным в надежности проектируемых на пойме осушительных и оросительных каналов, подверженных деформациям своих русел, занесению и заилению.

Приведенные в литературных источниках данные о скорости плановых смещений речных русел на 10 – 15 м в год в глубь поймы не представляют исключительного явления, достаточно широко распространены на реках России и не считаться с ним нельзя. Действительно, если многие сооружения проектируются на безаварийную работу в течение 50 – 100 лет, то даже плановые смещения на один метр в год приобретают существенно важное практическое значение. О неполноценном учете или даже игнорировании русловых деформаций при проектировании и эксплуатации самых разнообразных сооружений на реках пишет доктор географических наук И.В.Попов в своей книге “Загадки речного русла”[26].

Причиной многих неполадок и прямых аварий на таких сооружениях очень часто является как раз недооценка роли русловых и пойменных деформаций. По самым скромным подсчетам только прямые убытки по этой причине составляют 10 – 15 % от суммы капиталовложений в строительство на реках. Примером такой недооценки русловой и береговой деформации в Омской области является разрушение берега и построек на нем в рабочем поселке Большеречье. Река вплотную подошла к коренному берегу и подмывает его. На берегу, без учета русловой деформации, были построены сооружения, которые теперь разрушаются, нанесен большой материальный ущерб.

Реки изучаются уже достаточно давно, но в области исследования речных русел и берегов обобщающие работы начали появляться лишь в последние десятилетия. И их еще очень мало. В настоящей работе приведены данные наблюдений за р. Иртыш в течение ряда лет, также получены некоторые численные характеристики смещения излучин, размыва берегов и рост береговых оврагов на основе изучения карт и аэроснимков разных лет съемки. Исходя из опыта

7

работ, разработана схема организации геодезических работ для изучения деформации реки и даны рекомендации по учету деформаций по картам разных лет съемки на будущее. Предложены методы стационарных наблюдений на реках [2].

При изучении обрушения правого коренного берега р. Иртыша было выявлено влияние оврагов на устойчивость берега. Береговая полоса пересекается многочисленными, перпендикулярными к реке оврагами, которые дренируют берег, отводя воду в реку. Поэтому наиболее устойчивы относительно оползания и катастрофических обрушений массивы берегов, прилегающие к оврагам. Более опасен коренной берег, лишенный оврагов, возвышающийся в виде сплошного массива на несколько километров, из-за избыточного увлажнения. Но овраги наносят большой ущерб народному хозяйству. В области имеется свыше 1,5 млн га площади с глубиной местного базиса эрозии более 30 м, т.е. 11,1 % от общей площади области. Это говорит о том, что процессы водной эрозии могут проявляться в области очень интенсивно [10].

Правобережье р. Иртыша относится к сильно наклонным территориям с глубиной базиса эрозии на юге области 28,9 м и постепенно понижающемся с продвижением на север и достигающим 52 м у с. Надеждино Омского района и 77 м у с.Екатерининское Тарского района.

Полное прекращение или значительное уменьшение эрозии может быть достигнуто целенаправленным изменением степени влияния отдельных факторов ее развития посредством применения специальных противоэрозийных мероприятий. Об эрозийной опасности рельефа и скорости развития или затухания эрозийных процессов можно судить на основе значений ряда его характеристик и параметров. Значения таких характеристик и параметров можно получить методами и приемами геодезии. Разработка этих приемов и методов имеет большое практическое значение.

В методику работ по изучению овражной эрозии входило:

а) изучение картографического материала для выявления возникновения и развития эрозионных процессов в связи с заселением правобережья; б) изучение разновозрастных снимков с целью выявления после-

дующих этапов развития эрозии. Выявление участков современной интенсивной эрозии и организация полустационарных наблюдений за линейным и глубинным размывом;

8

в) изучение антропогенных факторов и видов сельскохозяйственной, дорожной и строительной эрозии; г) составление схем оврагов;

д) разработка рекомендаций по правильной организации борьбы с эрозионными процессами по стабилизации оврагов, предохранению территории от эрозии.

Так как изучение овражной эрозии сдерживается трудностями получения морфологических характеристик оврагов, нами был разработан и внедрен способ съемки оврагов с помощью подвижной визирной цели в виде грузика. Предложенный способ менее трудоемок, не опасен и достаточно точен.

Важная особенность современных требований к оценке русловых и береговых деформаций, возникающих при проектировании и эксплуатации сооружений на реках, сводится к тому, что данные только на коротких участках рек перестают удовлетворять практику. Во многих случаях требуется оценка более общего характера деформации русла и коренного берега на участках большого протяжения, своего рода фоновый прогноз подобных деформаций для естественных условий регулирования стока рек.

Подобные оценки и фоновые прогнозы оказываются совершенно необходимыми уже на ранних стадиях проектирования в условиях, когда проектировщик еще не имеет возможности затратить значительные средства и время, обычно требующиеся для детальных исследований. Это положение с особой настоятельностью требует создания методов геодезической оценки деформации русла и коренного берега при минимальных исходных материалах, разработки и внедрения наиболее рациональных, быстрых и не требующих капитальных затрат способов осуществления полевых работ. Последнее приобретает особое значение для все расширяющегося использования еще недостаточно изученных территорий Сибири, Дальнего Востока и других регионов.

1.2. Виды, задачи и состав исследований при определении деформаций речных русел

Освоение природных богатств Западной Сибири требует значительного расширения существующих городов строительства новых населенных пунктов, дорог, линий ЛЭП, нефтегазопроводов и других инженерных сооружений. Многие эти сооружения пересекают

9