книги из ГПНТБ / Чернышов, Ф. М. Повышение эффективности путевых работ на многорукавных участках судоходных рек учеб. пособие

Основное направление русловых процессов на этом многоруказном участке храктеризуется побочневым режимом формирования перекатов в рукавах и преобладанием б о к о в о й эрозии русла над глу­ бинной в связи с наличием трудноразмываемых подстилающих грунтов в русле.

Существующий до последнего времени судовой ход в верхней половине участка переваливал через Орский перекат к левому бе­ регу, а затем отклонялся в Средний рукав, в истоке которого разме­ щается верхний гребень наиболее затруднительного Орско-Борско- го переката, имеющего нижний гребень внутри этого рукава (см. рис. 30). В нижней половине участка существующий судовой ход располагается посредине реки между небольшими островами и осе­ редками (мелями), несмотря на имеющиеся вдоль как пойменного, так и коренного берегов развитые и глубокие емкости русла. Этими емкостями и объясняется наличие трудностей в обеспечении габари­ тов судового хода на размещаемых здесь трех нижних перекатах, постоянно требующих, как и верхние перекаты, выполнения боль­ ших объемов дноуглубительных работ..

Так на Орско-Борском перекате до 1967. года в среднем за нави­ гацию извлекалось грунта около 100 тыс. ж3 , а в 1967 году была вы­ полнена капитальная работа, связанная с подрезкой правобереж­ ного побочня, в объеме 335 тыс. ЗА3. Однако в последующие две-на­ вигации средний объем эксплуатационного дноуглубления на этом перекате возрос до 130 тыс. ж3. На Гусином перекате к 1966 году средние ежегодные объемы эксплуатационного дноуглубления воз­ росли до 125 тыс. м3 грунта. Это заставило выполнить в 1966 году на нем капитальную работу в объеме 220 тыс. ж3 по отторжению правобережного побочня, с целью спрямления судового хода й лока­ лизации левобережной емкости ниже острова Таловый. Но и этой -работой полностью устранить ежегодное эксплуатационное дноуг­ лубление в последующие навигации не удалось, хотя последнее и снизилось значительно — до 50 тыс. м3- Объемы эксплуатационного дноуглубления на Н. Гусином перекате также из года в год сохра­ няются большими, до 100 и более тыс. м3:

Основными недостатками судового хода на этом многорукавном участке являются: его неустойчивость, потребность в ежегодном углублении перекатов и неудобства для судоходства, связанные с тупиковым подходом судов и составов к причалам левобережной пристани сверху по течению.. Поэтому возникает необходимость, в коренном улучшении данного участка.

Рассматриваемый участок характеризуется общим расходом воды 1200 м3/сек при проектном уровне и.расположен в месте рас­ ширения долины реки (см. рис. 22). Перекаты таких участков обыч­ но затруднительны для судоходства и-требуют больших объемов дноуглубительных работ, что объясняется малой устойчивостью русла на участках его расширения (коэффициент Лохтина для это­ го участка равен 4,8 при среднем его'значении по плесу — 6,3). Рас­ ширение-русла, а также особенности геологии долины реки и являют70

ся главными причинами образования многочисленных островов и де­ ления русла на рукава. При этом переформирования рукавов на таких участках зависят от развития и смещения побочней, форми­ рующихся перед разветвлением русла. Так, наблюдавшееся естест­ венное развитие Левого рукава и перемещение в него основного те­ чения реки, является следствием разрастания как нижнего побочня у Орского, так и верхнего побочня у Орско-Борского переката, ве­ дущее к отмиранию Среднего рукава.

Поддержанию же основного течения реки в Среднем рукаве способствует наличие в отдельные годы в левом берегу несколько выше о. Маленький, небольшой выбоины, а также обмеление ниж­ ней части Левого рукава. Образование выбоины в левом берегу мо­ жет быть объяснено особенностями морфологии-и геологии русла в начале разветвления участка (рис. 33). Действительно, поток поло-

Рис. 33. Л И Т О Л О Г И Ч Є С К И Й профиль русла р. Оби вдоль левого берега в райо­ не Орско-Борского переката

водья плечом правого коренного берега активно отжимается в райо­ не Орского переката к левому берегу, который состоит из чередугощихся участков с трудноразмываемыми и размываемыми грунта­ ми. При этом один из участков берега с размываемыми грунтами находится перед истоками Левого и Среднего рукавов (см. рис. 33,

71

строение берега между скважинами 2 и 4). Поэтому в случаа за­ крепления судового хода в Левом рукаве на определенном этапе его 'деятельности не исключена потребность в некоторы-х берегоукрепи­ тельных работах по левому берегу.

Наличие в верхней части этого многорукавного участка незатопляемого левого берега, на значительной части к которому русло реки оказывается прижатым, подтверждает целесообразность выбо­ ра Левого рукава в качестве судоходного. Обмеление же нижней части этого рукава объясняется наличием растекания весеннего по­ тока по левобережной пойме ниже второго селения, т. е. ниже ство­ ра максимального расширения долины.

С середины 50-х годов судоходным являлся Средний рукав меж­ ду островами Маленький и Серебряков. Однако, у находящегося в истоке этого рукава Орско-Борекого переката вскоре же начали ухудшаться судоходные качества, вследствие увеличения размеров верхнего побочня, расположенного за плечом правого коренного бе­

ми, когда заметно возрастает роль плеча правого берега по пере­ воду потока в Левый рукав (при высоких уровнях в этом рукаве проходит более половины общего расхода воды в реке). Только в годы с низкими половодьями на данном перекате не наблюдается значительных отложений наносов и дноуглубительные работы на нем проводятся в сравнительно небольших объемах. Все это дает основание для переноса судового хода в Левый рукав.

На возможность надежного закрепления судового хода в Левом рукаве указывает и то, что даже естественный цикл перемещения основного течения потока из него в Средний рукав и обратно зани­ мает около 30—35 лет. Причем в последнее время уже идет замет­ ный процесс перераспределения расхода-воды в пользу Левого ру­ кава (рис. 34), начиная с уровня, превышающего проектный на 2,7 м. Так, выполненные расчеты распределения расходов воды по рукавам при этом уровне, близком к прохождению руслоформирующего расхода, показали, что из общего расхода воды 3750 м3/сек в

там, в межень 1969 года по Левому рукаву проходил, хотя и мень­ ший, чем в Среднем рукаве расход воды, но уже достаточно значи­ тельный и равный примерно 500 м3/сек .(41,7%).

К преимуществам этого варианта улучшения участка следует отнести возможность приблизить судовой ход к причалам левобе­ режной пристани. В свою же очередь положение истоков Среднего рукава и Серебряковской протоки относительно направления ос­ новного течения потока позволяет использовать их в качестве наносоотсасывающих. При закреплении судового хода в Левом рукаве последующий его переход от левого берега к правому целесообраз­ но осуществить по рукаву между островами Серебряков и Гусиный,' 72

Рис. 34. Затруднительный участок р. Оби по съемке 1970 г.

так как это направление обеспечивает наиболее короткий переход, достаточно плавно сопрягающийся с верхним и нижним подходны­ ми участками русла. На. возможность развития рукава между ост­ ровами Серебряков и Гусиный при прохождении основной части по­ тока пб Левому рукаву указывают два обстоятельства: во-первых, он'является прямым продолжением нижней части Левого рукава; во-вторых, в русле этого рукава залегают на глубину до 3,5 м и бо­ лее от современного уровня легксразмываемые песчаные грунты (рис. 35).

Рис. 35. Литологический профиль несудоходного рукава за о. Гусиный

Таким образом, коренное улучшение судоходных условий на рассматриваемом участке реки Оби при использовании Левого ру­ кава в качестве судоходного, а Среднего рукава и Серебряковской протоки в качестве наносоотсасывающих можно осуществить раз­ мещением сооружений, прорезей и отвалов грунта по схеме, пока­ занной нарис . 32. В этой схеме повышенная запруда 2 значитель-

кую часть паводочного периода должна работать в затопленном со­

сов в Серебряковскую протоку. Усиление наносоотсасывающей ро­

тельно, более плавному перевалу потока на нем от правого берега к левому. Это положительно скажется на образовании более устой­ чивой и ровной (без выбоин) линии ведущего левого берега и на за­ креплении судового хода, в Левом рукаве.

Система полузапруд, обозначенная цифрой 3, и капитальная прорезь 5 в нижней части Левого рукава предназначены для за­ крепления, в нем.судового хода. Две верхние полузапруды должны быть сооружениями меженного регулирования и талько нижняя полузапруда:— повышенной. Это связано с необходимостью избежать заметного их влияния на уменьшение пропускной способности Ле­ вого рукава в паводочный период и предупредить возможность раз­ вития левобережных емкостей русла перед о. Таловый И за ним. В период стояния меженных уровней воды они должны перераспреде­ лять расход воды в пользу корыта переката и ограничивать сечение русла на нем. Отвал грунта из прорези следует использовать либо в тело этих полузапруд, либо для повышения отметок побочня в райо­ не их размещения и для локализации нижерасположенной левобе­ режной емкости русла. Полузапруды 3 и отвал грунта из капиталь­ ной прорези одновременно создадут дополнительные препятствия растеканию весеннего потока в этом районе участка по левобереж­ ной пойме, что также положительно скажется на углублении ниж­ ней части Левого рукава..

Повышенная струенаправляющая дамба 4, идущая от ухвостья о. Хороший, и капитальная прорезь 6, длиной более 5 км, предназ­ начены для закрепления судового хода в рукаве между островами Серебряков и Гусиный и подведения, его к правому берегу. Отвал ірунта из прорези 6 укладывается у приверха о. Гусиный и вдоль него,.а также вдоль нижерасположенного Смородинного острова. Такое размещение отвала грунта будет способствовать устранению свальных течений в верхней и нижней частях прорези на левую по ходу сверху судов кромку и увеличению заносимое™ нерабочих ем­ костей русла в этом районе участка,

Меженная полузапруда 7 должна исключить возможность раз­ вития на Н. Гусином перекате левобережной емкости. Кроме того, эта полузапруда будет способствовать сосредоточению основного расхода воды в правобережной части русла, где располагается ка­ питальная прорезь 6, обеспечивая ее устойчивость. Прорезь на Орском перекате достаточно выполнить в виде эксплуатационной с укладкой отвала грунта в выбоину верхней плесовой лощины. -

Целесообразной очередностью возведения сооружений и выпол­ нения прорезей в этой схеме улучшения многорукавного,участка мо­ жно считать следующую. В.первую очередь разрабатываются капи­ тальные прорези 5 и 6, а также и эксплуатационная прорезь на Орском/перекате и возводится система полузапруд 3. Во вторую оче­ редь или одновременно с первой должны быть построены сооруже­ ния 1 и 4 с тем, чтобы обеспечить усиление действия потока по при­ нятому направлению судового хода. В последнюю очередь можно возводить запруду 2 и полузапруду 7. Разработка прорези на Орском перекате должна осуществляться во вторую половину подгото­ вительного периода, когда интенсивность перемещения влекомых наносов значительно уменьшается.

Описанная схема коренного улучшения участка вполне согла­ суется с выполняемыми в последнее время Обским управлением пу­ ти на этом участке дноуглубительными работами. Так, в навигацию 1970г. была разработана капитальная прорезь5на Почтовском пе­ рекате, длиной более 2 км, шириной— 150 м. и общим объемом грунта 411 тыс. м3. Кроме этого на участке было извлечено в нави­ гацию 1970 года более 300 тыс. м3 грунта. Результаты, же дноуглу­ бительных работ, как показала контрольная съемка участка (рис. 36), оказались эффективными и вполне подтверждают целесо­ образность их закрепления выправительными сооружениями. ..Это следует также и из данных съемок Левого рукава в навигацию 1971 года. Действительно, в месте поворота Левого рукава от бере­ га к ухвостью о. Маленький снова восстановился Почтовский пере­ кат с образованием осередка на судовом ходу. Поэтому на следую­ щий год после разработки капитальной прорези 5 потребовались дополнительные работы по подрезке побочней и осередке переката в объеме 210 тыс. м3 грунта. Следовательно, необходимость в стро­ ительстве выправительных сооружений, усиливающих пропускную способность Левого рукава и закрепляющих в нем судовой ход, яв­ ляется обоснованной.

Как уже отмечалось, для многорукавных затруднительных уча­ стков в редких случаях приходится ограничиваться рассмотрением лишь одного варианта их улучшения. В частности, для этого участ­ ка р. Оби, наряду с описанным вариантом его , улучшения (см. рис. 32), целесообразно рассмотреть и второй вариант улучшения, 'предусматривающий закрепление в нижней половине участка суще­ ствующего судового хода, сохраняя в верхней части участка судо­ вой ход в Левом рукаве (рис. 37):, как предусмотрено в предыду­ щем, первом варианте.

Рис. 38. Схема возможных вариантов коренного улучшения многорукавного затруднительного участка р. Оби в районе размещения 4 населенных пунктов