Бабиков Б. В. Гидротехнические мелиорации (2002)

недостатка воды применяют специальные антифильтрационные по­

крытия (облицовки) каналов.

Г л и н я н ы е п о к рыт и я делают только на непрерывно действующих каналах. Толщина покрытий принимается равной 5- 10 см. Для периодически действующих каналов применяется по­ крытие из смеси глины и соломы толщиной 4-6 см.

Г л и н о б е т о н н ы е п о к рыт и я готовят из смеси гли­ ны, песка, гравия (щебня) в следующем соотношении: глины - 20-50 %, песка - 40-450/0, гравия - 30-350/0, При толщине 1О см глинобетон­

ные покрытия обеспечивают почти полную водонепроницаемость. Бетонные и железобетонные облицовки (рис. 99, а) рекомен­ дуют применять в условиях мало деформируемых грунтов. Толщи­ на покрытий - 6-15 см. Для заполнения швов применяют асфальто­

вые мастики.

.й

Рис. 99. Облицовка оросительных каналов:

а- бетоном: 1- железобеТОllllая обmщовка; 2- УПЛОТНСННhllI грунт: {j - асфальтобеТОIIОМ : 1- заШIПIIЫII

СЛОII ltЗ MeCTHoro грунта; 2- армированный СЛОII асфальта; 3- уплотнеНIIЫЙ гру"т

Бетонные и железобетонные облицовки можно устраивать из сборных элементов.

Асфальтобетонные облицовки (рис. 99, б) делают армированны­

ми для большей прочности и трещиноустоЙчивости. Толщина их - . 5-8 см. Такие облицовки укладывают на уплотненное основание или на песчано-гравийную подготовку толщиной 10-15 см.

Асфальтобетонную облицовку можно выполнить в виде погребен-

нои~ мембраны.•

П л а с т м а с с о в ы е п о к рыт и я изготавливают из по­

лиэтиленовых пленок толщиной 0,1-0,2 мм. Пленки укладываюТ

на дно и откосы каналов и покрывают защитным слоем из местнО­

го грунта (рис. 100). Срок службы пленок 3-4 года.

250

Рис. 100. Антифильтрационная одежда канала из полиэтиленовой пленки:

1- спой ппсttКlt: 2- защитный слой грунта

При эксплуатации оросительных систем следует уделять необ­ ходимое внимание состоянию сооружений на оросительной сети.

При подаче воды б е с п л о т и н н ы м и в о Д о з а б о р -

н ы м и с о о р у ж е н и я м и основное внимание должно уде­

ляться обеспечению забора необходимого количества воды, свобод­ ной от взвешенных наносов. Плотинные водозаборы требуют сис­

тематического надзора за состоянием сооружений, осадкой грунта,

образованием трещин, а также выявления и ликвидации фильтра­ ции воды в обход сооружений.

Служба эксплуатации оросительных систем организует постоян­

ный надзор за соблюдением правильного водопользования, за со­

хранностью каналов и сооружений на них, обеспечивает круглосу­

точное наблюдение за оросительными системами во время павод­

ков и половодий.

16.3. Засоление орошаемых земель и борьба с ним

Орошение земель сопровождается просачиванием некоторой час­

ти воды на участках орошения и оросительной сети в глубокие гори­ зонты почвы, вызывая подъем грунтовых вод. Подъему их способствует

превышение норм полива, а также возможные аварии оросительных

систем. При подъеме грунтовых вод к поверхности может образовы­

ваться слой сплошного промачивания от поверхности почвы до зоны

капиллярной каймы. Минерализованные грунтовые воды по капилля­ рам поступают к повер)tности почвы, испаряются, увеличивая тем са­

мым содержание солей в почвенном слое и вызывая засоление.

В целях борьбы с засолением необходимо обеспечивать сокра­

ЩеНие фильтрационных потерь, не допускать превышения поли­

вных норм, обеспечивать тщательную планировку поверхности ОРОшаемой территории для исключения стока воды в понижения,

251

Раздел IV

ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Противоэрозионные мероприятия проводят в целях снижения

вреда, вызываемого эрозией. Различают ветровую и водную эро­

зию. Виды эрозии подробно рассматриваются в курсе почвоведе­ ния (раздел «Основы геологии»), способы борьбы с ветровой эро­ зией - в курсе «Лесные мелиорации». Водная эрозия возникает в результате деятельности текучих вод. Наибольшее влияние на ве­

личину эрозии оказывают осадки и воды весеннего снеготаяния.

Различают два вида эрозии, возникающей в результате стекания

поверхностных вод, - смывание и размывание. В процессе смыва

происходят разрушение и снос верхних слоев почвы. Борьба со

смывом осуществляется с помощью агротехнических и лесомели­

оративных мероприятий.

Атмосферные воды производят не только горизонтальный смыв.

Вследствие неровности рельефа, различных углублений сток мес­

тами концентрируется в водные потоки и производит размыв, при­

водя к вертикальной эрозии и образованию оврагов. Овраги еже­

годно повреждают сельскохозяйственные угодья, дороги, жилые и

хозяйственные сооружения. Вынос большого количества продук­

тов размыва приводит к интенсивному заилению рек, прудов, водо­

хранилищ. Борьба с оврагами невозможна без гидротехнических

сооружений.

253

Глава 17

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ ПРИ БОРЬБЕ

С ОВРАГАМИ

Эрозионные процессы и причины, их вызывающие, в разных

частях зоны деятельности оврага различны. На водосборе эрозия

вызывается концентрацией стока в определенных местах: в верши­

не оврага - вследствие размыва поверхности в промоинах, на дне

оврага - за счет его углубления и разрушения берегов. Поэтому и

противоэрозионные гидротехнические сооружения для разных зон

различны.

17.1. Противоэрозионные мероприятия на водосборе

На водосборе обычно возводят простейшие противоэрозионные

сооружения: валы-террасы, водозадерживающие валы Борткевича,

распылители стока,

В а л ы - т е р р а с ы размещают в направлении горизонталей местности. На участках с хорошо водопроницаемыми почвами кон­

цы валов поворачивают вверх по склону для задержания стекаю­

щей воды. На слабо водопроницаемых почвах валы делают прямы­ ми без поворота вверх по склону. Высота валов - 30-40 см, ширина

основания - не менее 8-12-кратной высоты вала. Во избежание раз­

рушения вала в местах пересечения ложбин, где концентрируется

больше воды, устраивают простейшие водосбросные сооружения

в виде трубчатого или фашинного дренажа, используют и склоны,

а при небольших расходах - залуженные водоотводы шириной 2030 м в виде разрывов в валах. На этих работах применяют плуги

при вспашке всвал или бульдозеры. На небольших склонах (до 80)

валы-террасы располагают под небольшим углом к горизонталям. Водозадерживающие валы Борткевича

впервые были применены в 1910 г. на Украине. Валы имеюТ

2,5 . Мокрый откос делают более пологим, чем сухой. Грунт для

насыпки дамбы берут непосредственно возле вала, образуя

вдоль него выемку, являющуюся составной частью гидротех­

нического сооружения .

254

травами. 8 вершинах оврагов для предотвращения эрозии устраи_

вают различные водосбросные сооружения, быстротоки, перепады и консольные водосбросы (рис. 102).

Рис. 102. Гидротехнические сооружения в вершине оврагов:

а- водосброс (быстроток); б- переllад; (; - консоль

Б ы с т р о т о к и , применяемые при закреплении оврагов, мож­ но устраивать по типу, описанному в гл. 6 и 14. Их изготавливают из

сборных железобетонных конструкций (см. рис. 44). Как исключе­ ние можно применять деревянные быстротоки, при строительстве которых дно (основание) водослива (входная часть, сливной пол и водобойный колодец) и его стенки изготавливают из шпунтовых до­ сок. Срок службы деревянных «вершинных» сооружений 10-12 лет.

При строительстве быстротока необходимо выемку грунта произ­ водить строго по профилю будущего водослива. Наличие пустот

под дном и возле стенок водослива недопустимо. Ширину быстро­

тока определяют гидравлическими расчетом.

Перепады устраивают при больших уклонах вершинной части

оврага. Наиболее распространены ступенчатые перепады. Число

ступеней зависит от величины перепада высот в вершине оврага.

При высоте перепада до 5-4 м можно применять одноступенчатые,

при большей высоте - многоступенчатые перепады. Высоту ступе­ ней и их длину подбирают с таким расчетом, чтобы перепад с 1\1И­ нимальным об~емом земляных работ вписывался в профиль дна по оси оврага. I1ногда применяют хворостяные перепады. Для этого в

вершине овра.га делают площадки уступами высотой 0,3 м, длиной

ступени 1 м. На каждом уступе в траншеи устанавливают два плет­

ня из свежесрезанного хвороста. Траншеи врезают в боковые отко­

сы на 0,5-0,6 м. Площадки между плетнями заполняют смесью гЛИ-

256

нЫ С навозом, тщательно утрамбовывая. Подготовленные ступени

и откосы укрепляют дерном. Деревянные перепады делают также

из шпунтовых досок. Наиболее надежными являются бетонные перепады из сборных конструкций (см. рис. 43).

При устройстве перепадов и быстротоков, недопустимы как пу­

СТОТЫ под основанием сооружения, так и подсыпка грунта, посколь­

ку при пропуске больших расходов вода, фильтрующаяся под ос­

нование, может вызвать частичное или полное разрушение водо­

спуска.

К о н с о л ь н ы е в о Д о с б р о с ы обеспечивают пропуск воды, поступающей к вершине оврага через водосброс, смонтиро­

ванный над дном оврага на опорах (рис. 102, в). Входная часть кон­

сольного водосброса врезается в вершину оврага, обеспечивая плав­ ный переход воды с водосбора. Далее вода по быстротоку поступа­ ет на консоль. Для уменьшения энергии воды и разрушающего дей­

ствия ее на грунт при падении конец лотка консоли расширяют, что

рассредоточивает поток. Место падения воды укрепляют бетонны­

ми плитами или камнем.

В настоящее время в качестве вершинных гидротехнических со­

оружений применяют трубчатые водосбросные сооружения из сбор­ ных железобетонных конструкций различного типа.

17.3. Донные сооружения

Поступающая в овраги вода даже после закрепления вершины

продолжает размыв и углубление оврага, что приводит к обруше­

нию берегов и продолжению процесса эрозии. Для прекращения

размыва возводят донные гидротехнические противоэрозионные

сооружения. Наиболее распространенными из них являются запру­

ды из различных материалов.

llлетневые запруды. При устройстве плетневых запруд (рис. 103)

поперек дна оврага на расстоянии 10О-15О м от вершины роют траншею глубиной и шириной 0,5 м, которую заглубляют в откосы оврага не менее чем на 0,7-1,0 м. Через 20-25 см друг от друга в

траншею комлем вниз забивают ивовые колья диаметром 5-1 О см.

Установку кольев начинают от середины будущей запруды, при этом

каждый последующий от центрального кол ставят выше на 2 см.

Рис. 103. Однорядная плетневая запруда

1- утраМООВЭlIlIЫЙIНJСЫllIЮЙ гpYHT~ 2- IIJleTetlb~ 3- О, 1L - веЛВЧlIна ПрОПIОЭ

Тем самым средняя часть запруды оказывается ниже крайних час­ тей для слива воды. Колья плотно оплетают, начиная со дна тран­ шеи. Верхний ряд плетня закрепляют проволокой. Высота плетне­ вых запруд - 0,5-0,7 м. Плетневые запруды могут устраиваться с одним или двумя плетнями, располагаемыми на расстоянии 0,5 м один от другого с поперечными связями рядов через 1,0-1,5 м.

Запруда должна быть несколько выпуклой в сторону текущей воды к вершине оврага. Стрела прогиба - 1/8-111 О длины плотины.

Для устранения подмыва запруды снизу устраивают водобойную

площадку, заглубляя ее в грунт на 0,5 м при ширине вниз по склону, равной 1,5-2 высотам плотины. Водобойную площадку укрепляют хворостом, фашинами или наброской камней. Перед плетнем со

стороны движения воды ставят дамбу с двойным откосом и шири­

ной гребня 0,5 м.

Деревянные запруды. При их устройстве поперек оврага заби­

вают ряд свай, к сваям крепят деревянные пластины или доски тол­

щиной 50-60 мм. Перед утсановкой сваи и пластины просмалива­ ют. ОстаЛЬНЬ\f элементы запруд сооружают также, как и элементы

плетневых з~пруд.

Фашинные запруды. В траншею, проложенную как и при

строительстве плетневых запруд, укладывают фашину, закрепляют

кольями и тщательно утрамбовывают. Затем укладывают одна на другую две фашины, образуя стенку высотой 0,5-0,6 М. Сверху кла-

258

дут прерывистую фашину, обра3УЯ отверстие для пропуска воды.

Концы фашин тщательно заделывают в откосы оврага. Со стороны

устья оврага фашины закрепляют сваями. Остальные элементы зап­

руд аналогичны описанным выше.

Срок службы плетневых запруд 5-6 лет, деревянных - 7-1 О лет.

Впоследние годы начали создавать запруды из с б о р н ы х

же л е з о б е т о н н ы х э л е м е н т о в - железобетонных пластин толщиной 1О см, устанавливаемых в столбах с контрфор­ сами. Высота плотин может достигать нескольких метров. В сред­ ней части запруд делают водослив с водобойным полом из таких

же пластин, что и стенки запруды.

При наличии материала можно устраивать и каменные запруды.

Расстояние между запрудами можно определить по формуле:

где 1 - расстояние между запрудами, м; h - высота запруды, м; i -

уклон дна оврага.

17.4. Эксплуатация противоэрозионных гидротехнических

сооружений

Противоэрозионные гидротехнические сооружения с течением

времени подвергаются разрушению под воздействием естествен­

ных и искусственных причин: разрушения строительного материа­

ла (особенно древесины), ошибок в проектировании и строитель­

стве, катастрофических отклонений природных явлений от нормы

(сильные паводки или морозы и др.), несоблюдения агротехничес­

ких приемов при освоении водосбора, подверженного эрозии и др.

Для увеличения срока службы ведут регулярные наблюдения за

Состоянием сооружений, осадкой земляных плотин, дамб и валов,

Выявляют трещины, деформацию склонов и дна оврагов. Особен­

но сильные разрушения могут происходить при пропуске расходов

периода половодья и паводков. Весной перед снеготаянием прово­ дят очистку от снега ВОДОIlРОПУСКОВ водозадерживающих валов, ЛОТков отверстий водосбросных вершинных сооружений, проверя­

ЮТ состояние дамб перед запрудами донных сооружений.

259