книги из ГПНТБ / Чернышов, Ф. М. Повышение эффективности путевых работ на многорукавных участках судоходных рек учеб. пособие
.pdfКомплексе с произведёнными в нем дноуглубительными работами создать на участке пологокриволинейную и широкую трассу, обес печивающую двустороннее движение судовых составов.
а)
Рис. 1. Селищанская группа перекатов р. Днепр:
а—до выправления; її—после выправления
В 1953 г. на левобережной подводной косе Бучакского переката поставлены ветвистые заграждпшя, в рукаве Старый Днепр и про рве Руда продолжались работы по строительству запруд, на 2-м Селищанском перекате произведен намыв правого берега до проект ной границы выправительной трассы с постройкой пяти полузапруд
из фашинной Кладки с пригрузкой камнем для закрепления намы того правого берега, а на 3-м Селйщанском перекате выполнено от торжение левобережного побочня.
В октябре 1954 г. на 1-м Селйщанском перекате выполнена ка питальная землечерпательная прорезь по отторжению в нижней его части левобережной подводной косы. Судовой ход был проложен в направлении проектной трассы. Продолжались работы по достройке двух запруд в рукаве Старый Днепр и прорве Руда.
На 2-м Селйщанском перекате в период с 1953 г. по 1955 г. про
веден намыв грунта от естественного |
правого |
берега |
до |
правой |
кромки трассы с целью создания белее пологих |
форм |
меженного |
||
судового хода, а также построена полузапруда |
из фашинной |
клад |
||
ки, с пригрузкой камнем и закреплен отвал грунта. |
|
|
||
В 1954—1955 гг. на 2-м Бучакском |
перекате |
произведен |
намыв |
|
ухвостья побочня. |
|
|
|
|
Проведением этих мероприятий была создана пологокриволинейная трасса судового хода с ведущим правым берегом и радиусом кривизны в пределах 1100—2100 м, которая показала себя достаточ
но устойчивой в течение длительного времени |
(более |
10 лет). |
В этом примере основным направлением |
путевых |
работ по ко |
ренному улучшению затруднительного участка явилась его транс формация из многорукавного в двухрукавный. При этом в качестве судоходного принят рукав, занимающий крайнее правое положение
и идущий вдоль коренного и к тому же — ведущего |
берега |
(см. |
рис. 1). Неперекрытым оставлен длинный пойменный |
рукав |
со |
значительным углом отхода его истока от главного русла, способ ствующий активному поступлению в несудоходный рукав наносов.
Вторым показательным примером коренного улучшения сложно го разветвления может служить Сызранский водный узел реки Вол ги (рис. 2).
Рис. 2. Сызранский водный узел р. Волги
Ё районе этого узла река делится на Сызранскую,. Раковскую, Лопатинскую и Застенную воложки и Лопатинский и Застенный прораны. Судовой ход здесь несколько раз переходил из одного ру кава в другой. Раковская воложка была открыта для судоходства- в 1944 г. Из-за узости и кривизны судового хода, а также из-за на личия четырех затруднительных перекатов, движение судов по ней до 1953 года на протяжении 14 км регулировалось семафорами.
Для коренного улучшения судоходных условий было запроекти ровано перекрытие Лопатинского прорана сооружением 1 и Лопатипской воложки — сооружением 2. Сооружение 1 выполнялось из каменной наброски по расстилочному тюфяку с отметкой гребня 2,6 м над проектным уровнем воды. Запруда 2 имела отметку греб ня 2,55 м над проектным уровнем. Нижняя ее часть состояла из тю фячной кладки, верхняя — из каменной наброски. Возведением этих сооружений предусматривалось увеличение пропускной способности Раковской воложки.
Работы по постройке запруд были выполнены |
в течение 1951 — |
||
1955 |
гг. Уже в |
процессе возведения первой запруды (в Лопатин- |
|
ском |
проране) |
расход и скорость течения воды |
по Раковской во |
ложке заметно увеличились. В ней началось переформирование рус ла, которое привело к размыву Перекатов.
В комплексе с выправительными работами на перекатах Раков ской воложки производилось и землечерпание. В 1952 г. были вы полнены капитальные дноуглубительные работы на входе в Раков скую воложку и частично на Средне-Раковском перекате, в 1953 г.—•
на Верхне- и Средне-Раковском перекатах и в 1954 |
г.—на Нижне-: |
||||
Раковском перекате. В результате |
проведения |
этих |
работ уже в |
||
1953 г. удалось рассемафорить участок, обеспечив |
на |
нем |
Двусто |
||
роннее движение судов с вполне удобной судоходной |
трассой. |
||||
В данном примере реализован тот же принцип |
|
трансформации |
|||
сложноразветвленного затруднительного участка |
в |
двухрукавный. |
|||
Здесь также оба рукава занимают |
крайние положения: |
судоход |
ный — вдоль правого, можно назвать ведущего берега, а несудоход н ы й — в д о л ь левого берега (см. рис. 2). Дополнительно отметим, что быстрому развитию судоходного рукава во многом способство вало благоприятное размещение его истока, являющегося, по суще ству, продолжением подходного' сверху плесового участка, а также то, что исток второго несудоходного рукава оказался за крутым пле чом левого берега, обуславливающим работу этого рукава не толь ко как наносопринимающего, но и как наносоотсасывающего.
Приведенный ниже пример из практики работы Северного бас сейнового управления пути наглядно показывает, что при выборе судоходного рукава весьма важно правильно учитывать такие фак торы как наличие коренного или высокого пойменного берега, сов падение направлений рукава и весеннего потока воды, условия за хода, особенности движения побочней на вышележащем участке, плавность очертания берегов, исключение заторных явлений в пери од ледохода. Эти факторы были учтены и удачно использованы при 12,
выправительных работах на Комарицкой группе перекатов р. Боль шой Сев. Двины (рис. 3).
Рис. 3. Комарицкие перекаты р. Б. Сев. Двины:
й - по съемке 1953 г.; б—по съемке 1955 і;.
На этом участке река течет несколькими рукавами, основными из которых являются Канзский (левый) и Комарицкий. Судовой же ход на участке периодически переходил из одного рукава в другой. До 1931 года судоходным был Комарицкий рукав, в 1932—1935 гг.— Канзский, в 1936—1941 гг.— снова Комарицкий, а с 1942 г. и до на стоящего времени судоходство осуществляется Канзским рукавом. Причем переход с 1942 г. в Канзский рукав в значительной степени был вызван затором льда в Комарицком рукаве. До 1951 года ника ких работ по закреплению судоходной трассы здесь не производи лось.
' В результате перекрытия ряда несудоходных рукавов капиталь
ными и легковыправительными сооружениями, |
постановки |
потоко- |
и наносоуправляющих сооружений у приверха |
Комарицкого |
остро |
ва и выше его со стороны несудоходного рукава, объемы землечер пательных работ с 1952 года начали систематически снижаться, а' участок, в целом, был выведен из числа затруднительных. Причем, особенностью этого примера является то, что он подчеркнуто иллю стрирует целесообразность «собирания» многорукавного русла в однорукавное. При этом достаточным оказывается применение выпра вительных сооружений лишь меженного регулирования. Действи тельно, для завершения этой идеи осталось лишь заменить в Кома-
рицком рукаве одну из сквозных свайных запруд «глухой» (грунто вой, тюфячной и т. д.). На последнее обстоятельство обращается внимание еще и потому, что необходимость в полном перекрытии Комарицкого несудоходного рукава полностью подкрепляется конт рольной съемкой участка (см. рис. 3,6). В частности, из этой съемки следует, что-при слиянии Канзского (судоходного) и Комарицкого рукавов продолжает сохраняться и даже несколько развиваться ле вобережный побочень, заметно ухудшающий здесь условия судо ходства. Очевидно сосредоточение всего меженного расхода воды в Канзском рукаве приведет к размыву этого побочня и стабилизиру ющему положению судового хода вдоль левого, хотя и пойменного, но достаточно высокого берега. Кроме того, это будет способство вать созданию благоприятных условий для выполнения в последу ющем капитальных дноуглубительных работ по отторжению лево бережного побочня и спрямлению здесь судового хода.
В рассматриваемом примере, как и в предыдущем, имеем хоро шее сопряжение истока судоходного рукава с направлением потока подходного плесового участка. Более того, это сопряжение надежно закрепляется в районе деления русла на рукава двумя полузапру дами, выполняющими также роль наносоуправляющих сооружений
(см. рис. 3). |
. |
Большие трудности, возникающие |
при улучшении судоходных |
условий разветвленных затруднительных участков с помощью зем лечерпания и строительства выправительных сооружений только меженного регулирования, иллюстрируются на примере Коскфщи- но-Хаврогорского узла р. Большой Северной Двины (рис. 4).
На рис. 4, а показано состояние узла и положение сохранивших ся сооружений в навигацию 1956 г. Сооружения 1, 2 и 4 предназна чены для придания левобережному побочню определенного направ ления движения и ограничения его развития в сторону меженного русла; сооружения 3, 9-а и 10 являются берегоукрепительными в верховой части острова Сенатский; сооружения 5 (в верхней части Сенатской протоки) S 20, 20-а (в ее нижней части) служат для огра ничения расходов воды в этой протоке; сооружение 6 перекрывает с той же целью Мартушеву протоку, а сооружения 8 и 9 — левый ру кав, представляющий собой слияние Сенатской и Мартушевой про ток. В последующую навигацию обе указанные протоки дополни тельно были перекрыты в их устьях.
Съемка узла 1958 г. (рис. 4,6) показывает, что условия судоход ства на нем существенно улучшились. Однако, как следует из нуме- • рации сооружений, всего их было построено более двадцати, что следует объяснить, прежде всего, большой растянутостью сроков строительства и применением сооружений только меженного регу лирования без достаточного их укрепления. Принятая же схема за крепления судового хода по правому рукаву вполне оправдана. Вопервых, верхняя часть этого рукава является прямым продолже нием основного русла и направления весеннего потока. Во-вторых, средняя и особенно нижняя части рукава непосредственно примыка14
ют.к правому коренному берегу, мысообразные очертания которого позволяют обеспечить последующий перевод потока к левому, так же высокому, берегу, вплотную подошедшему к главному руслу.
Примером коренного улучшения судоходных условий на много рукавном затруднительном участке с несколькими развитыми боль шими и малыми излучинами с помощью разработки спрямления и постройки небольшого числа выправительных сооружений служит Понгутальский водный узел р. Конды ( рис. 5).
Рис. 5. Понгутальский водный узел р. Конды:
а - д о спрямления; б—после спрямления.
Применительно к этому разветвленному участку можно было бы рассмотреть два варианта схем трассирования спрямляющих кана лов (на рис. 5 для 1-го варианта приведены съемки до и после спрямления; для 2-го варианта возможная трасса спрямляющих ка налов показана пунктиром). Однако при 2-м варианте спрямления судового хода на участке для эффективного использования наибо лее развитой левой самой большой излучины в качестве наносопринимающего и наносоотсасывающего рукава требуется ее перекры тие где-то в истоке (см. створ с—с на рис. 5, а), что позволит обеспе чить сопряжение истока излучины с трассой спрямления более чем под 90° (см. на рис. 5, а район применения верхнего пунктирного ка нала к средней части малой правой излучины). Кроме того, может потребоваться перекрытие рукавов двух правых сопряженных излу чин по створу d—d. Причем, запруда в створе с—с, представляющая собой в этом варианте спрямления главнбе выправительное сооруже ние, должна быть выполнена в виде повышенного сооружения и с надежным укреплением от воздействия льда при леДоходе, особенно если он будет проходить при достаточно высоких уровнях. Очевид но, при осуществлении 2-го варианта спрямления необходимость в перекрытии -правогчу-рукава нижнего разветвления отпадает, так
как в этом случае он будет работать как боковое наносоотсасывающее ответвление, а исток левого судоходного рукава займет весь ма благоприятное плановое положение относительно оси примыка ющего к нему сверху спрямляющего канала (см. рис. 5, а)'. По-види мому, неопределенность в необходимости перекрытия малых излу чин по створу d—d, а также значительно большие объемы землечер пательных работ этого варианта послужили основанием Иртыш скому БУП принять для фактического исполнения спрямления уча стка схему 1-го варианта.
Состояние рассматриваемого разветвления после осуществления 1-го варианта спрямления дано на рис. 5,6, где также показаны за пруды, построенные в правой малой излучине и правом рукаве у са мого нижнего острова. Осуществление этих мероприятий позволило вывести данный узел из числа особо затруднительных.
Приведенный пример убедительно свидетельствует о целесооб разности сохранения не перекрытой-извилины большой протяжен ности ввиду её последующего естественного заиления. При эгом, как показывает практика, наиболее активному заилению подверга ются отходящие от излучины рукава (см. состояние нижней часги Безымянного рукава на рис. 5 до и после осуществления спрямле ния).
С морфологической же точки зренця настоящий пример характе ризует пойменную разветвленность с выраженным меандриругощим
русловым процессом. Обычно на таких участках основным |
меропри |
||||
ятием по коренному улучшению судоходных условий |
служит уст |
||||
ройство спрямления, обеспечивающее |
закрепление выправительной |
||||
и судоходной трасс по более кратчайшему |
пути. Данный |
пример |
|||
является свидетельством последнему., |
|
|
|
|
|
Заслуживают быть |
отмеченными |
два |
примера |
относительно |
|
удачного выправления |
многорукавиых |
затруднительных |
участков |
||
р, Печоры [5]. |
|
|
|
|
|
В качестве первого |
примера служит группа Лебяжских перека |
||||
тов (рис. 6), которая имеет протяженность |
18 км. На |
этих |
перека |
тах дноуглубительные работы начали регулярно проводить с 1959 г. Всего в группу входит 6 перекатов, включая перекат Кырчем-Ды, размещаемый между 2-ми 3-м Лебяжским (1-й Лебяжский перекат нами не рассматривается, так как в настоящее время работы по его коренному улучшению еще не завершены).
Русло реки на этом участке изобилует островами, осередками, а также рукавами-протоками и сложено из песчаных и различного со четания песчано-гравелистых грунтов. На нижнем перекате вдоль правого берега встречаются каменистые включения.
Из указанных на рис. 6 перекатов наибольшие затруднения" для судоходства имели место на 3-м и 4-м Лебяжских перекатах, на ко торых до 1960г. судовой ход проходил вдоль левого берега. Однако в- дальнейшем начал активно развиваться рукав между островами Г и Е, куда и переместилось основное русло. Довольно часто лими тировали прежде по глубинам и перекаты 2-й ЛебрШШйТ.й Кьірчем-
ды из-за расширения здесь русла иотвлечения значительной доли расхода воды в правобережные несудоходные рукава, особенно при средних и высоких уровнях.
Рис. 6. Лебяжская группа перекатов р. Печоры
Благоприятным же обстоятельством для участка является то, что пойма на нем слабо развита и коренные берега являются высо кими, сложенными из трудноразмываемых грунтов.
Приведенный на рис. 6 состав выправительных сооружений оп ределился на основании выполненных натурных русловых наблюде ний (Печорское БУП) и лабораторных исследований на крупномас штабной гидравлической модели (УКиМ), а также последующих коррективов проектной схемы коренного улучшения участка, вне сенных в период ее осуществления.
Строительство всех выправительных сооружений на участке и разработка капитальных прорезей на перекатах Кырчем-ды, 3-м л 5-м Лебяжских заняло около 4 лет (1961 —1965 гг.). При этом вы правление 3-го и 4-го Лебяжских перекатов пришлось производить в два этапа. Вначале была возведена, как это рекомендовалось ла бораторией УКиМ, полузапруда 1. Однако, из-за образовавшегося через пески острова Е свала течений к правому берегу,' появились значительные выносы наносов в район судового хода на 4-м Лебяжском перекате, что привело в 1964 г. к возрастанию на нем объема эксплуатационных дноуглубительных работ. Поэтому в зиму 19641965 гг. пришлось возвести продольное сооружение 7, соединяющее остров Е с полузапрудой 1, что, по существу, означало замену полу запруды на глаголеобразную запруду, существенно улучшившую со стояние этих двух перекатов. Извлеченный же грунт из капитальных прорезей поименованных выше перекатов был использован в те то. продольных дамб 5 и 6. Сооружения 1, 4 и 8 были выполнены из камня, а 2 и 3 — из тяжелых фашин,
В результате осуществления приведенной. на рис. 6 схемы вы правлений участка судоходные условия на нем стали вполне удов летворительными, а объемы эксплуатационного дноуглубления рез ко сократились. Если раньше они доходили до 450 тыс. м3 (1962 г.), то, начиная с 1966 года и по настоящее время, они снизились до 100—130 тыс. м3, а в последние два года (1971 — 1972) — д о 40—-
60 тыс. м3, несмотря |
на то, что гарантированные габариты пути за |
этот период времени |
несколько возросли. |
Сохранение в небольшом количестве эксплуатационных дноуг лубительных работ на участке можно объяснить наличием некото рых недостатков в самой схеме коренного улучшения. Действитель но, на первый взгляд кажется, что ' этой схемой используются все потенциальные возможности потока на участке, поскольку на нем многорукавное русло странсформировано в однорукавиое. В то же время все выправительные сооружения построены здесь низкими (меженными) из-за тяжелых условий ледохода. Так, например, гребни продольных сооружений 5, 6 'и 7 превышают проектный уро вень воды на 1,5—1,7 м, а поперечных сооружений — всего лишь на- 0,7—1,2 м. Следовательно, активное влияние построенных выправителвных сооружений на.изменение русловых процессов на перекатах в нужном направлении ограничивается периодом стояния низких и средних уровней воды. В паводочный же период значительная доля расхода воды продолжает отвлекаться из основного русла в пере крытые низкими запрудами несудоходные рукава.
Очевидно, в дальнейшем, как в целях исключения на участке эксплуатационного дноуглубления, так и в связи с возможным рос том гарантированных габаритов пути на р. Печоре, целесообразно" будет, прежде всего, повысить отметки гребней-запруд 2 и 3, при близив их к отметкам примыкающих к ним островов, возвышаю щихся на 4—6 м над проектным уровнем, при котором проходит рас ход воды в русле всего лишь 250 м3./сек. Причем, спасаться з этом случае разрушений запруд ледоходом не следует, так как они рас положены на значительных расстояниях от приверхов островов В
и Г и в таких случаях перед сооружениями будут |
формироваться |
«защищающие» их неподвижные участки ледяного |
покрова [6]. |
В заключение отметим, что рассматриваемый участок, р. Печо ры, если принять во внимание тяжелые.условия ледохода й наличие на ряде его перекатов крупнозернистых грунтов, является харак терным примером рационального использования идеи, трансформа ции многорукавного затруднительного для судоходства участка в
однорукавный. Показательным в этом примере |
является |
и то, что |
выправительная трасса, исключая переходные |
от берега |
к берегу |
участки, удачно опирается на высокие коренные берега, сложенные из трудно размываемых и неразмываемых грунтов.
• Вторым примером, хотя и менее выразительным, чем первый, аф ективного'использования'комплекс выправителЬных и дноуглуби тельных работ при наличии разветвленного русла р. Печоры, явля ется Борисдикостский затруднительный участок (рис. 7), имеющий