книги из ГПНТБ / Ахмедов, Х. А. Осушительные мелиорации учебник для гидромелиоративных факультетов технических и сельскохозяйственных вузов

ется понижение коэффициента шероховатости русла—борьба с зарастанием реки или ручья. Травы косят обычно при низком уровне воды не менее двух раз в год до созревания и осемене-. ния. В последнее время для борьбы с зарастанием водоприем­ ников успешно применяют гербициды. После обработки герби­ цидами древесно-кустарниковая растительность гибнет и не возобновляется несколько лет. После же косьбы и порубки она отрастает через год-два. Наиболее радикальная мера предотвра­ щения зарастания водоприемников — создание в русле высокой (более 0,5 м/сек) скорости течения воды.

По данным А. А. Черкасова, после уничтожения в русле ре­ ки растительности коэффициент шероховатости понижается с 0,040 до 0,025—0,030. Пропускная способность реки увеличи­ вается примерно на 30% или соответственно снижается горизонт воды в русле. От остатков деревьев, упавших в реку, русла очи­ щают с помощью лебедок, кранов, установленных на плотах, судах. Песчаные отмели расчищают землесосами, крупные кам­ ни удаляют плавучими экскаваторами.

Увеличение поперечного сечения русла должно сопровож­ даться приданием сечению формы призмы, и это считается однимиз эффективных способов регулирования. При этом следует иметь в виду, что углубление предпочтительнее, чем уширение, так как заглубление дает большее понижение горизонта воды в водоприемнике.

Широкие (непризматической формы) русла упорядочивают, устраивая выправительные дамбы, донные полузапруды или буны1. Струенаправляющие или водостесняющие дамбы (риб. 73) образуют новое русло посередине широкого русла или у берега.

170;

образовались встречные углы в 95—105° между осью потока и бунами. Голова буны у фарватера имеет форму, близкую к ци­ линдрической, диаметром около 2 м. Конец буны заделывают в берег. Расстояние между бунами а делается равным произведе­ нию длины буны на 1—1,5. Входя в межбунные пространства, вода получает медленное круговое движение, способствующее осаждению взвешенных и влекомых по дну наносов.

Важное значение имеет спрямление извилин рек и крупных каналов, служащих водоприемниками. Если в реке много излу­ чин, то уклон уменьшается, так как увеличивается протяжен­ ность реки, а высотное положение точек А и Д не зависит от извилистости русла. Спрямление извилины укорачивает длину реки, и следовательно, увеличивает ее уклон на этом участке.

Иногда спрямление одного участка реки может неблагопри­ ятно сказаться на другом, т. е. изменить режим ее на большом протяжении. Поэтому спрямление русла обычно применяется на небольших болотистых речках, где скорость течения не превы­ шает 0,3—0,4 м/сек и длительное время стоит высокий горизонт воды, не допуская приема сбросных и дренажных вод с осуша­ емой территории.

Рис. 75. Спрямление.русла реки.

171

Спрямляющие прокопы обычно располагают в пределах из­ быточно увлажненной поймы, не затрагивая коренного берега, совмещая динамическую ось потока с осью потока в русле реки

(рис. 75).

Хотя короткие прокопы (а—b) (с—d), спрямляющие отдель­ ные извилины, обходятся значительно дешевле, чем длинные АВСД, технико-экономические расчеты показывают, что пред­ почтение должно быть отдано более длинным прокопам, ликви­ дирующим многие извилины.

Разгрузку ■водоприемника применяют, когда участок рек» имеет незначительный уклон или представляет собой впадину. В паводок разлив здесь расширяется. В этом случае уровень воды в водоприемнике понижают, отводя часть паводкового расхода по дополнительному (естественному или искусственному) руслу. К помощи дополнительного обводного (разгрузочного) канала прибегают, когда из-за малого уклона или недостаточного попе­ речного сечения русла паводковый расход не может проходит^ без затопления прилегающей площади, а также когда регулиро­ вание водоприемника другими способами невозможно или неце­ лесообразно по технико-экономическим показателям.

В начале и конце обводного канала, где вода входит в водо­ приемник и выходит из него, строят шлюзы (1 и 2). Из обвод­ ного канала при необходимости можно орошать пойменные земли. Обводной канал нередко прокладывают с двойным попе­ речным сечением (с бермами). Нижнее сечение предназначено для отвода грунтовых вод в межень, в половодье оба сечения одновременно пропускают паводковые воды. Скорость течения воды в нижней части обводного канала должна быть не менее 0,40 м/сек, чтобы предотвратить зарастание в межень.

К разгрузке основного русла водоприемника прибегают так­ же в тех случаях, когда река несет много наносов, которые отла­ гаются на дне. Дно постепенно поднимается и пропускная спо­ собность реки уменьшается.

На практике встречается и такой вариант разгрузки водо­ приемника. Вода всех боковых притоков, впадающих в главную реку, перехватывается особым разгрузочным каналом и выпу­ скается в реку за пределами участка со слабым уклоном, по те­ чению. Схема подобной раз­ грузки реки показана на рис.

76.

172

Часть II

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ

ГЛАВА IX

МЕЛИОРАЦИЯ ПОЙМ И ЗАТОПЛЯЕМЫХ НИЗМЕННОСТЕЙ

Поймой называется часть речной долины, периодически за­ топляемая полыми или паводковыми водами. По данным Л. И. Прасолова, в СССР насчитывается несколько десятков мил­ лионов гектаров пойменных земель (1,9% от всей территории страны). В Узбекской ССР площадь пойм превышает 400 тыс. га. Большая часть их отведена под посевы риса, чтобы уменьшить возможность заболачивания основных хлопковых площадей. Почвы в поймах рек Средней Азии часто засолены, нуждаются в планировке, устройстве дренажа и промывках.

По В. Р. Вильямсу, поймы подразделяют на зернистые, и слоистые. Зернистые поймы характеризуются комковатой зер­ нистой структурой почвы и редко заболачиваются. Слоистые поймы от зернистых отличаются волнистым микрорельефом, не­ благоприятным для развития сельскохозяйственных культур. Отложение на поймах песчаных наносов ухудшает плодородие пойменных земель.

Заболачивание пойменных земель происходит за счет выкли­ нивания грунтовых вод или поднятия их близко к поверхности, особенно в притеррасной части. Вторым источником заболачива­ ния территории, особенно на слоистых поймах, являются застаи­ вающиеся в низинах поверхностные полые воды, возникновение мелких озер, стариц, рукавов, связанных с режимом паводковых вод в реке, с условиями затопления пойм и низменностей.

Для регулирования поступления воды на пойму и недопуще­ ния наносов нежелательных фракций строят дамбы обвалования

(рис. 77).

§ 41. Обвалование рек и условия его применения

Чтобы защитить сельскохозяйственные земли от затопления полыми водами, применяют обвалование рек. Так, Амударья на протяжении 800 км обвалована для защиты культурных земель

174

Южного Хорезма и Каракалпакской АССР, частично обвалова­ на и Сырдарья в низовьях. Широко развито обвалование за ру­ бежом— в Италии, Нидерландах, ФРГ, ГДР, США и других странах. Обычно обваловываются не только крупные реки, но и их притоки в пределах защищаемой территории. К обвалованию прибегают в том случае, если не удается зарегулировать, упоря­ дочить водный поток спрямлением, расчисткой и углублением русла реки.

Разрез

Рис. 77. Обвалование реки против затопления поймы.

Обвалование имеет ряд недостатков. Обвалованный участок лишается плодородных речных наносов, содержащих естествен­ ные удобрения (калий, кальций, фосфор, азот). Обвалованный участок оседает, а вал наращивается вследствие наиления и со временем выпуск воды из поймы в реку затрудняется. Прихо­ дится применять механическую откачку воды. Обвалование на одном участке изменяет режим реки на других участках, в целом режим реки при обваловании ухудшается. Обвалование обхо­ дится дорого, хотя в современных условиях ручной труд полно­ стью может быть исключен механизацией земляных работ. Поэтому А. Н. Костяков считает, что обвалование экономически оправдано, если ширина поймы больше 10 км, а при ширине поймы меньше 2 км оно экономически невыгодно.

Стоимость обвалования, особенно при высоких дамбах, бы­ вает весьма значительна. Поэтому желательно обвалование реки сочетать с комплексным регулированием русла и стока. Счи­ тается более целесообразным в техническом и экономическом

175

отношениях устройство дамб, затопляемых весенними водами, которые в пойму доставляют плодородный ил и способствуют образованию зернистой поймы. В этом случае все поселения, расположенные в пойме, должны быть обвалованы высокими дамбами, оборудованными шлюзами-водовыпусками для сброса излишних вод.

По типам разлива затопляемые поймы делятся на три груп­ пы: узкие (не более 2 км), широкие, средней ширины (3— 10 км). При ширине менее 2 км спрямление реки выгоднее (дешевле) обвалования, так как узкая полоса земли, введенная в хозяйст­ венный оборот, не оправдывает затрат на обвалование. Иногда может оказаться более выгодным вместо спрямления реки на­ править часть ее потока в русло обводного канала. Вопрос нуж­ но решать технико-экономическим сравнением трех вариантов—■ обвалования, спрямления и нового прокопа.

Обвалование широкой поймы может оказаться целесообраз­ ным, если расход полых вод значителен и применяются затоп­ ляемые дамбы, способствующие поступлению в пойму мелких илистых частиц наносов.

В затопляемой долине средней ширины значительно выгод­ нее сочетать спрямление реки с обвалованием. В наиболее низ­ ких местах реку обваловывают, излучины спрямляют. При ком­ бинированном варианте сокращается общая протяженность и высота дамб, уменьшается стоимость строительных работ.

§ 42. Виды дамб и их расположение

Дамбы обвалования бывают двух видов: незатопляемые и затопляемые.

Незатопляемые дамбы защищают населенные пункты, заво­ ды, культурные земли, дороги от паводковых вод. Для пропуска воды в пойму в них устраивают водопропускные отверстия с за­ кладкой бетонных или асбестоцементных труб со щитовым устройством.

Через затопляемые дамбы переливается часть паводковых вод.-Чтобы гребень не размывался, дамбы укрепляют достаточно прочной одеждой. Высоту затопляемых дамб рассчитывают так, чтобы в пойму поступали только верхние слои полых вод, содер­ жащие илистые наносы.

176

укрепляют чимом или камнем. Естественно, чем выше дамбы, тем положе откосы.

Расстояние от кромки русла до основания дамбы устанавли­ вают расчетным путем (не меньше 10 м). Чтобы избежать за­ стоя воды, этот участок делают с уклоном от оси дамбы i = 0 ,1. Канал ЕЖ предназначен для отвода фильтрационных вод, про­ сачивающихся из-под дамбы. Он позволяет уменьшить ширину дамб и понизить грунтовые воды за дамбой. Запас в дамбе ДА над наивысшим паводковым горизонтом воды 0,6—1,5 м с учетом наката волн. Вычисляют его по общепринятой формуле:

время паводков, и фильтрацию воды в теле дамбы надо считать неустановившейся.

Вдоль дамбы на расстоянии 2,5 м от нее закладывают ре­ зерв глубиной 0 ,6—0,8 м с-уклоном к реке г = 0 ,0 2 .

/

§ 43. Определение расстояния между дамбами обвалования

(по А . Н . К ост икову)

бах; Т — слой воды над поймой между дамбами. Приняв для упрощения Q0 = Ql, можно записать:

должна быть на 0 ,8— 1,2 м выше), можно определить расстоя­ ние^ между дамбами В.-Можно решить и обратную задачу. За-

Рис. 80. Схема для определения расстояния между дамбами В, расхода и скорости воды в обвалованном русле реки (по А. Н.

Костикову).

даваясь шириной между дамбами В, определить высоту подпо­ ра h. Чтобы избежать повышения высоты дамб и скорости те­ чения воды, при недопустимо большом значении h увеличивают расстояния между дамбами В.

П о р я д о к р а с ч е т а д л я о п р е д е л е н и я В и h. При наличии дамбы русло реки делят на два участка Ьх и Ь2, Qxh Q2. Подсчитывают расходы и скорости воды для каждой ча­ сти отдельно, потом суммируют полученные расходы.

На рис. 80 видно: Т = t + h. Следовательно, глубина подпер­ той воды на береговых полосах в русле реки: Н = а + Т; отсюда расходы воды равны:

Qi = bxH vx; Q2= b2Tv2;

Qi ~b Q2 = Qmax' bx -f- b2 = B.

178

Скорости воды, относящиеся к участкам Ьх и Ь2, соответственно равны:

v1= С1\/rH I и v2 = C2j/" 77.

Необходимые данные для гидравлических расчетов: среднее значение коэффициента шероховатости для неочищенной от кус­ тарника поймы 0,08, для очищенной — 0,045.

Максимальные значения средних скоростей течения воды в сжатом дамбами русле (м/сек) зависят от качества и разновид­ ности грунта: иловая земля — 0,15; жирная глина — 0,30; мел­ кий песок — 0,45; обычный песок — 0,70; плотный песок с гра­ вием— 1,25; плотная глина и галька— 1,50; галька с камнем— 1,90; поверхность, облицованная чимом,— 1,25; мощение булыж­

Рис. 81. Схема к определению фильтрационного расхода воды на еди­ ницу длины.