книги из ГПНТБ / Регулирование русел лесосплавных рек

Если продольное русловыправительное сооружение будет одно­ временно и лесонаправляющим, оно может быть выполнено в виде каменно-хворостяной завесы.

На рис. 2, приложение II также показан вариант регулирова­ ния переката путем перекрытия затонской части полузапрудой,

осуществленного в натуре.

Показано состояние переката до регулирования и после него.

Глубина на перекате после постройки полузапруды повыси­ лась на 25 см.

Для лесонаправления и предотвращения навала древесины на

сооружение следует установить реевый бон.

В заключение укажем, что для выправления перекатов с затон­ ской частью может быть применено перекрытие затонской части сооружением системы А. И. Лосиевского, устройство в затонинах полей шероховатости постановкой ветвистых завес, отторжение верхнего или нижнего побочня, укрепление побочней лесопосад­ ками, которые в определенных условиях также являются эффек­ тивными мерами в улучшении перекатов этого типа.

§ 10. Пример регулирования сложного (двойного)

переката

В качестве примера регулирования сложного переката на рис. 3, приложение II приведен план участка равнинной реки, де­

формации русла которой происходят преимущественно путем перемещения побочней и кос.

Для расчета приняты следующие исходные данные:

Q=120 м3/сек — расход при проектном сплавном гори­ зонте воды;

fcn=l м — расчетная глубина сплавной трассы;

6СП= 50 м — ширина сплавной трассы; Вб = 325 м — средняя бытовая ширина русла в пределах

переката;

Тб = ^ = 0,5 м—средняя бытовая глубина;

п= 0,035 — коэффициент шероховатости;

/= 0,0002 — средний уклон водной поверхности в пределах

переката.

Сложный перекат обычно состоит из двух перекатов одного типа, например нормальных, или из двух перекатов двух типов в разных сочетаниях. При этом нижняя коса верхнего переката одновременно является верхней косой нижнего переката.

Оба переката разделяются небольшой по протяжению плесо­

вой лощиной.

Условия для сплава и судоходства на сдвоенном перекате хуже, чем на отдельных перекатах, входящих в состав сложного: в этом случае приходится преодолевать как бы два барьера, рас­ положенных на небольшом расстоянии один от другого.

60

В разные периоды времени состояние верхнего и нижнего пере­ катов различно. При этом чаще всего оказывается, что когда

верхний перекат имеет пологое направление сплавной трассы и не представляет затруднений для сплава, корыто нижнего пере­ ката имеет крутое направление и перекат лимитирует сплав и наоборот.

Эта особенность сложных перекатов объясняется следующими причинами.

Рис. 11. Сложный перекат:

тельно, и усиление размыва левого берега и рост нижнего побочня. Корыто-, побочни и плесовые лощины нижнего переката,

вследствие того, что верхняя по течению часть переката и верхний

побочень перемещаются несколько быстрее низовой части пере­ ката, искривляются, получая S-образную форму, и становятся затруднительными для сплава. После достижения корытом пере­ ката некоторого предельного положения происходит отторжение нижнего побочня и сплавной ход спрямляется. В -связи с этим

подпор, создаваемый нижним перекатом, уменьшается, а на верх­

нем перекате увеличивается уклон. После этого основная масса

61

наносов начинает откладываться уже на верхнем перекате, в то время как нижний перекат углубляется. Под влиянием этих про­ цессов верхний перекат начинает тоже искривляться и на нем происходит отторжение части нижнего побочня, что значительно

улучшает перекат.

После улучшения верхнего переката нижний ухудшается и т. д.

В результате периодического процесса отторжения нижних побочней вся группа перекатов в целом вместе с побочнями пере­ мещается вниз по реке.

Для регулирования сложных перекатов могут быть рекомен­ дованы следующие приемы:

объединение песчаных образований (отдельных кос, побочней,

осередков) в более обширные массивы для придания плавного очертания сплавному ходу;

спрямление всего участка сложного переката, когда при отторжении нижнего или верхнего побочней достигается значи­

тельное (более чем в 1,5 раза) спрямление фарватера

(рис. 11,6).

Целесообразность применения каждого из них зависит от ряда

причин.

Отторжение нижнего побочня целесообразно для рек с моле­ вым сплавом, так как значительно улучшаются условия про­ хождения переката молевой древесиной.

Недостатком этого варианта является направление транзит­ ных наносов в сторону нижнего побочня с верхней косы, которая при низких горизонтах работает как наносоуправляющее соору­ жение. В этих случаях старый сплавной ход должен перекры­ ваться сооружениями.

Отторжение нижнего побочня дает лучшие результаты в тех случаях, когда побочень расположен возле такого участка горного берега, где создается сбой струй, в зоне повышенных скоростей течения весеннего потока или когда побочень расположен у трудно размываемого берега, имеющего небольшую вогнутость.

Недостатком варианта отторжения верхнего побочня является

неудобство захода молевой древесины сверху: ее будет забрасы­

вать на нижнюю кромку спрямления. Преимуществами хода вдоль

корневой части верхней косы является хорошая устойчивость прорези в меженный период. Отторжение верхнего побочня дает

лучшие результаты, когда ее корневая часть располагается в зоне слива осветленной на пойме воды половодья.

Обоснование регулирования сложного переката по первой схеме (с помощью односторонней или двухсторонней расстановки полузапруд) выполняется в следующей последовательности.

62

Чтобы объединить пески в два обширных побочня и придать сплавному ходу плавное очертание, предусматривается постановка

четырех полузапруд с углом наклона к течению 90° (рис. 3, при­ ложение II).

Расстояния между полузапрудами № 1 и № 2 принимаются равными двойному вылету полузапруд, а между полузапрудами № 3 и № 4 — трем длинам вылета.

Длина полузапруд определяется шириной выправительной трассы.

В заключение расчета определяется возможная средняя глу­ бина на перекате после проведения регуляционных работ:

после выполнения регуляционных работ будет обеспечена. Обращаясь к рис. 3, приложение II (нижний чертеж) убеж­

даемся, что глубина 1 м после выправления переката действи­

тельно обеспечивается. Приведенная здесь схема регулирования переката осуществлена в натуре.

§ 11. Пример регулирования переката-россыпи

Пример регулирования переката-россыпи показан на рис. 4, приложение II.

Для расчета приняты следующие исходные данные:

Q — 120 м3/сек — расход при проектном сплавном горизонте

п = 0,035 — коэффициент шероховатости; / — 0,00015 — средний уклон свободной поверхности

в пределах переката.

Перекаты типа россыпи характеризуются отсутствием морфо­

логических признаков «нормального» переката: побочней, гребня,

корыта и др. На перекате обычно имеется несколько подвальев неправильной формы.

Характерной особенностью перекатов этого типа является

наличие множества шалыг, разбросанных по всей ширине русла.

Перекаты этого типа представляют большие затруднения для сплава и судоходства из-за отсутствия оформленного корыта, отличающегося большой неустойчивостью.

63

Неопределенность рельефа дна на россыпи и неустойчивость

его форм затрудняют постановку лесонаправляющих сооружений;

Следует отличать россыпи временного характера, образую­ щиеся в результате отложения наносов возле устьев оврагов или

в половодье в зоне подпора во время затора.

Такие россыпи сравнительно быстро размываются при прекра­ щении действия причин, вызвавших их образование.

Гораздо труднее поддерживать глубины на россыпях постоян­ ного характера, образующихся в одних и тех же местах постоянно или периодически. Причины образования таких россыпей мало изучены.

Задачей регулирования переката типа россыпи является превращение его, проведя ряд последовательных мероприятий, в перекат «нормального» типа.

Для этого возводятся системы полузапруд, располагаемых в зависимости от местных условий либо по обоим берегам, либо по одному берегу с целью формирования обширных массивов из разрозненных песчаных образований и. постепенного их наращи­ вания по высоте для создания ведущих берегов.

Сплавной трассе придается вид пологих излучин на длинных перекатах или вогнутость одного направления на сравнительно коротких перекатах.

В обоих случаях при начертании выправительной трассы устойчивые берега выше и ниже переката обязательно использу­

ются в качестве опорных плоскостей.

При этом обязательно необходимо учитывать влияние корен­

ных берегов на поддержание проектируемой выправительной

трассы.

Вслучае углубления таких перекатов прорези необходимо проектировать не прямыми и длинными, а криволинейными, согласованными с направлением ведущих берегов.

Вкачестве второго приема, который применяется при регули­ ровании перекатов типа россыпи, является обход всего переката,

для чего разрабатывается прорезь возле одного из берегов.

При применении этого приема регулирования лучшие резуль­ таты удается получить тогда, когда располагают трассу нового сплавного хода вдоль опорного вогнутого берега, полностью отделив от него пески переката.

Расчет по обоснованию регулирования переката-россыпи вы­ полняется применительно к схеме выправления, данной в примере в такой последовательности.

Определяется ширина выправительной трассы, например по

Для придания пологого очертания трассе и создания левого ведущего берега предусматривается постановка четырех полу-

64

запруд со стороны левого берега. Головы полузапруд выводятся до кромки выправительной трассы.

Возможная средняя глубина на перекате после проведения

регуляционных работ составит

Из этого следует, что необходимая по условиям примера глу­ бина 0,9 м обеспечивается.

Фактическая глубина на перекате в створе № 1 после выправ­ ления, как это следует из чертежа (см. рис. 4, приложение II), больше 1м.

Принятая схема регулирования осуществлена в натуре.

5 Регулирование русел лесосплавных рек Зак. 752

ГЛАВА III

РЕГУЛИРОВАНИЕ СПЛАВНЫХ РЕК С БЛУЖДАЮЩИМ РУСЛОМ

§ 12. Общие указания

Этот тип русел обычно встречается в среднем и нижнем тече­ нии рек, текущих в горных районах (например, на реках Уда, Бия, Абакан и др.), а также в нижнем течении некоторых равнинных рек (например Северная Двина; Печора).

Характерной особенностью этого типа русел рек является легкоразмываемая пойма, изрезанная большим количеством проток, из которых часто трудно выделить главное русло.

Рис. 12. Схема процесса развития и отмирания проток

Процесс развития и отмирания проток зависит главным обра- . зом от перемещающихся песчаных побочней вдоль обоих бере­ гов реки.

Побочни, расположенные вдоль правого берега, перемещаются в правобережные рукава и тем уменьшают их пропускную спо­ собность. Побочни левого берега такйм же образом влияют на левобережные рукава.

Сущность этого процесса ясна из схематического рис. 12. Спускающийся вдоль левого берега побочень А постепенно

закрывает исток рукава № 1 и уменьшает его пропускную способ­ ность. В результате подпора и увеличения поперечного уклона

в сторону рукава № 2 последний начинает развиваться, в то время как исток рукава № 1 постепенно заносится и отмирает. В той же

66

последовательности после искривления рукава № 2 возникает рукав № 3.

Если ниже рукава № 3 грунты легкоподвижны, то начинает

развиваться четвертый рукав, а первый отмирает совсем.

Если затонская часть, оставшаяся от первого рукава, доста­

точно мощна, а массивы песков, закрывшие исток рукава, не осо­ бенно велики, поток может прорвать песчаную перемычку и раз­

виться настолько, что образует главное русло.

Основной целью выправительных работ на блуждающих рус­ лах является:

перекрытие второстепенных и побочневых рукавов и направле­ ние расхода воды в главное русло;

защита берегов от размыва;

ограждение сплавного хода на участках рек с широкой и низ­

кой поймой.

Следует, однако, иметь в виду, что не во всех случаях бывает

полезным перекрытие всех без исключения протоков. Так, если какой-либо из протоков отвлекает значительное количество нано­ сов, а увеличения расхода в главном русле не требуется, лучше не перекрывать побочневые рукава, ограничиваясь лишь постановкой сквозных лесонаправляющих сооружений.

Наиболее рациональное регулирование такого типа русел —

канализация его путем осуществления комплекса дноуглубитель­ ных и выправительных работ.

Для этого выявляют развивающуюся протоку, наиболее удовлетворяющую условиям сплава и совпадающую с направле­ нием динамической оси весеннего потока. В случае необходимости протоку спрямляют, углубляют, а меженная бровка выбранной

протоки на большей своей части закрепляется выправительными

сооружениями продольного типа.

Для перекрытия активных проток по трассе нового сплавного хода, как правило, следует употреблять глухие сооружения, а на остальном протяжении устанавливать сквозные, способные сосре­

дотачивать меженный расход воды в одном русле и в то же время

пропускать через себя весенние воды.

Сквозными сооружениями могут служить хворостяные кон­ струкции, которые после прорастания закрепляют новые берега,

способствуя образованию нового устойчивого берега (например, козловые каменно-хворостяные завесы и др.) .

Ширина выправительной трассы для условий блуждающего русла определяется по формуле (21), а при отсутствии необходи­ мых данных по формуле С. Т. Алтунина

I — средний продольный уклон водной поверхности в пре­ делах регулируемого участка;

А— параметр, характеризующий поперечный профиль русла, принимаемый по приводимой табл. 6.

должна быть проверена по сплавопропускной способности.

При наличии широких пойм, когда главной задачей является ограждение сплавной трассы, наиболее рациональной схемой закрепления выправительной трассы следует считать устройство продольных сквозных струенаправляющих дамб, начинающихся с концов ведущих вогнутых берегов. Применение полузапруд

рекомендуется ограничивать случаями участков рек с узкой пой­ мой, когда имеется возможность примыкания корневых частей к бровкам берегов.

Сквозные русловыправительные сооружения нужно приме­ нять таких конструкций, которые служили бы одновременно лесо­

рина трассы принимается меньше значения, определенного по формуле (33), необходимо крепление противоположного берега при расположении лесонаправляющих сооружений со стороны выпуклого берега или крепление двух кромок трассы при двухсто­

ронней расстановке лесонаправляющих сооружений.

68

Тип крепления и его конструкция обосновываются гидравли­ ческим расчетом, заключающимся в определении размываемых скоростей в пределах сплавной трассы после постановки регуля­ ционных сооружений.

§13. Пример регулирования участка реки

сблуждающим руслом путем его канализации

Пример регулирования участка реки с блуждающим руслом путем канализации его показан на рис. 5, приложение II.

Для расчета приняты следующие исходные данные:

пойма затапливается при высоких горизонтах воды. Ледоход отсутствует;

руслоформирующий расход Q — 675 м3/сек;

расход, соответствующий проектному сплавному горизонту воды, Qp =21 м3/сек;

средний продольный уклон водной поверхности в пределах

участка / = 0,00085;

коэффициент шереховатости п — 0,026; средняя бытовая глубина при проектном сплавном горизонте

чается вдоль левого коренного берега и совпадает таким образом с господствующим направлением течения при высоких уровнях.

Все побочные правобережные протоки предусматривается перекрыть глухими сооружениями, а бровку будущего сплавного

левобережной протоки, используемой для нового сплавного хода, ширина сплавной трассы предварительно принимается равной b сп = 40 м и в дальнейшем проверяется из условия обеспечения

заданной сплавопропускной способности.

В задачу гидравлического расчета входит определение (рис. 13, а):

69