Страница 2: ВБН В.2.4-33-2.3-03-2000. Регулирования русл речек Нормы проектирования ВБН В.2.4-33-2.3-03-2000 (40596)

На підставі даних спостережень за всі попередні роки складається таблиця або будується емпірична крива забезпеченості добових рівнів води для значення .Ці дані групуються в окремі інтервали з рівними або нерівними градаціями. Визначається частота повторюваності рівня води в кожному інтервалі за період спостережень

,(8)

де - кількість діб повторюваності рівня в даному інтервалі;

- загальна кількість діб за період спостережень, , де - кількість років спостережень.

Окремі інтервали часу, , що відповідають тим самим стадіям наповнення русла за прогнозований період, визначаються за залежністю

,(9)

де - загальна кількість діб прогнозованого періоду.

3 ПРОГНОЗУВАННЯ ПЛАНОВИХ ДЕФОРМАЦІЙ РУСЕЛ

3.1 Прогноз планових деформацій русла на заданий термін складається на підставі екстраполяції значення зсуву берегів русла, виконаної з інтервалом не менше 5-7 років (достовірність прогнозу суттєво зростає при наявності трьох різночасових зйомок, в тому числі однієї на момент проектування захисних і регуляційних споруд).

3.2 Суміщення планів виконується по координатній сітці або по деталях місцевості, що не змінюють свого положення.

3.3 Характер установлених при суміщенні зйомок зон планових деформацій повинен порівнюватися з фактичними деформаціями (в ході морфологічного обстеження ділянки русла при низьких рівнях води) за такими ознаками

• зонам розмивання повинна відповідати чітко виражена бровка берега, крутий береговий укіс, позбавлений рослинності, зі слідами недавніх обвалень;
• зонам намивання повинні відповідати згладжені бровки берега, положистий обрис берегового укосу;
• повинні бути розпізнані на кожному з суміщених планів найбільш характерні морфологічні елементи, такі, як вершини і точки перегину ліній бровок увігнутого й опуклого берегів, гребені та підвалля мезоформ тощо.

Экстраполюючи зміщення характерних точок русла по напрямку і по числовому значенню, одержують положення русла на прогнозований термін. При цьому слід брати до уваги обставини, здатні змінити характер руслових деформацій, зокрема, наближення завороту до корінного схилу долини або останця, утворення випрямляючих потоков на суміжних заворотах та ін.

3.4 Виправданість прогнозу слід вважати тим вищою, чим надійнішими будуть вихідні плани та їх суміщення, докладніше висвітлено русловими зйомками попередній хід розвитку завороту, меншою буде варіація інтенсивності планового переміщення завороту за період суміщення зйомок і прогнозований період, тривалішим порівняно з періодом коливань водності буде термін прогнозу і проміжки часу між вихідними русловими зйомками, що йдуть одна за одною.

3.5 У разі відсутності зйомок попередніх положень даної ділянки (завороту), але наявності подібних матеріалів по одному або декількох заворотах розглянутої морфологічно однорідної ділянки прогноз планових деформацій складається таким чином.

Межі зон планових деформацій встановлюють при морфологічному обстеженні ділянки захисних і регуляційних споруд за вказаними в п. 3.3. ознаками і на підставі руслової зйомки по зміщенню лінії найбільших глибин відносно геометричної середньої лінії русла (в будь-якому створі, нормальному до осьової лінії русла, береги переміщуються від середньої лінії в бік ліній найбільших глибин).

Зміщення , берегової лінії в довільному створі даного завороту обчислюється за формулою

,(10)

де - найбільша глибина в розрахунковому поперечнику;

- найбільша глибина в межах всього завороту;

- середня глибина двох суміжних перекатів (глибини повинні бути приведені до одного рівня);

- період прогнозу (проектний термін експлуатації споруди);

- коефіцієнт швидкості розвитку завороту, що залежить від ступеня його розвинутості, який виражається значенням кута розвороту, ; визначається за таблицею 1.

Таблиця 1 - Коефіцієнти швидкості

Максимально можлива для розглянутої морфологічно однорідної ділянки швидкості планових деформацій, , що входить у формулу (10), обчислюється за формулою

,(11)

де - найбільша швидкість зміщення берегів у межах кожного завороту,

для якої є дані зміщення руслових зйомок (середня по периметру увігнутого берега швидкість розмивання берега кожного завороту становить 0,66 найбільшої на даному завороті);

- табличне значення коефіцієнта швидкості розвитку відповідного завороту;

- кількість заворотів, стосовно яких є дані зміщень.

3.6 У разі повної відсутності даних стосовно зміщення берегів у межах розглянутої ділянки слід використовувати матеріали для іншої річки, яку можна розглядати як аналог. Як аналог можна рекомендувати річку з тим же типом руслового процесу, а для визначення швидкостей деформацій використати їх зв'язок з визначальними факторами при даному типі руслового процесу. Для одержання таких зв'язків можуть бути використані дані, що наводяться в додатку Ж.

3.7 На увігнутих берегах заворотів меандруючих річок, как правило, не слід передбачати капітального берегоукріплення з метою запобігання (або уповільнення темпів) природних планових деформацій русла.

4 ВРАХУВАННЯ ДЕФОРМАЦІЙ РІЧКОВИХ РУСЕЛ В СПЕЦИФІЧНИХ УМОВАХ. ГІРСЬКІ РІЧКИ

4.1 Критичні швидкості зсуву частинок наносів (нерозмиваючі швидкості) на річках з крупним алювієм слід визначати за таблицею додатку В.

4.2 Швидкість руху питомого фрагменту (частини русла завширшки 1 м) мікроформ, складених з крупних наносів при > і відносній гладкості потоку (відношення глибини потоку до середньої крупності донних відкладів) >15, слід визначати за залежністю (4) або номограмами додатку Г. Нерозмиваюча швидкість, , визначається за таблицями додатку М.

4.3 Швидкість руху питомого фрагменту мезоформ річкового русла (стрічкові гряди, побочні, осередки), складених з крупних частинок при < визначається за залежністю (4) або номограмами додатку Д.

4.4 Швидкість руху питомого фрагменту мезоформ, складених з крупних частинок при >, визначається за залежністю (6) або номограмами додатку Д.

4.5 Питома об'ємна витрата донних наносів, , що переміщуються у формі гряд з крупних наносів при > і >, визначається за залежністю

.(12)

4.6 Питому витрату донних наносів, , при безструктурній (безгрядовій) формі переміщення крупних частинок < для уклонів дна £ слід визначати за формулою

, (13)

де - швидкість потоку, при якій припиняється рух донних наносів ;

- коефіцієнт, що враховує форму частинок; для добре обкочених наносів округлої форми ; для пластинчастої ;

де - коефіцієнт Шезі на розрахунковій вертикалі.

1. При уклонах дна гірських річок > і витратах води, нечастої повторюваності (менше 10% забезпеченості максимальних витрат) для визначення сумарної витрати наносів слід користуватися формулою

(14)

де виражається в , а - в .

5 ПОБУДОВА ЛІНІЇ МОЖЛИВОГО РОЗМИВАННЯ РУСЛА

5.1 Побудову профілю можливого розмивання русла за період експлуатації захисних і регуляційних споруд слід виконувати з урахуванням типу руслового процесу на підставі матеріалів топографічних, гідрологічних та інженерно-геологічних вишукувань, здійснення розрахунків і прогнозів планових та висотних деформацій дна і оцінки їх орієнтовної точності, а також на підставі врахування конструктивних рішень захисних і регуляційних споруд.

5.2 При стрічковогрядовому і боковиковому типах руслового процесу прогнозований профіль можливого розмивання будують з урахуванням тільки висотних деформацій дна. Для решти типів руслового процесу нарівні з глибинними деформаціями слід враховувати планові зміщення берегів русла.

5.3 Основою для визначення глибинних деформацій поряд зі зйомкою попередніх років повинні бути руслові зйомки ділянки регулювання русла річки, що виконуються під час вишукувань. Лінію глибинних деформацій ділянки річки будують в такому порядку

• на підставі суміщення плану різних років зйомки, поперечних профілів або шляхом розрахунків визначають імовірність і темпи зміщення руслових мезоформ, плесових лощовин, перекатів і довжину ділянки суміщення ;
• суміщують на одному кресленні поперечні профілі русла для ділянки вище створа споруд (за винятком ділянок меандруючих річок с розвинутими заворотами);
• по найнижчих відмітках суміщених профілів проводять обгинаючу лінію глибинних деформацій (розмивів), зумовлених передбачуваним зміщенням плесовых лощовин з розміщеної вище ділянки річки у створі споруд за багаторічний період;
• на підставі матеріалів річного циклу вишукувань або шляхом розрахунків визначають значення сезонних деформацій;
• будують прогнозований профіль сумарних (багаторічних і сезонних) розмивів дна.

5.4 Для річок шириною менше 50 м визначають найбільшу глибину за поздовжнім профілем русла в межах даної макроформи. Планові деформації визначаються суміщенням планів різних років зйомки відповідно до 5.3.

5.5 При стрічковогрядовому і боковиковому типах руслового процесу поперечники слід суміщати по осьовій (середній геометричній) лінії русла.

При обмеженому меандруванні поперечники, що включають русло і заплаву, слід суміщати по середній лінії поясу меандрування.

5.6 Довжину ділянки русла зі стрічковогрядовым, боковиковим або осередковим типами, в межах якого виконується суміщення поперечних профілів, слід приймати за залежністю, м

,(15)

де - середня прогнозована швидкість зміщення характерних точок руслових мезоформ або інших фрагментів руслового рельефу (гребінь перекату, підвалля плесу тощо), що визначається на підставі суміщення різночасових руслових зйомок за формулою (6) або за річкою-аналогом, м/рік;

- розрахунковий термін прогнозування, що включає час проектування і будівництва, ;

- коефіцієнт запасу, що залежить від достовірності визначення, , який приймається для інтервалу суміщення понад 10 років рівним 1,2 , а для інтервалу менше 10 років, а також для значень , одержаних розрахунком або за об'єктом-аналогом, рівним 2.

5.7 Прогнозований поперечний профіль розмиву русла при боковиковому, осередковому і стрічковогрядовом типах руслового процесу необхідно будувати з урахуванням швидкості зміщення мезоформ і довжини ділянки суміщення, що визначається за формулою (15) і за схемами, наведеними на рисунках 1, 2.

6 РЕГУЛЮВАННЯ РУСЕЛ

Класифікація річок за стійкістю

6.1 За стійкістю русел всі річки поділяються на три групи.

Перша група - блукаючі річки, що відрізняються найбільшою мінливістю русла.

Друга група - річки нестійкі з малою мінливістю русла.

Третя група - річки стійкі, які протікають у відносно нерозмивних грунтах з властивими цим річкам швидкостями течії, несуть незначну кількість наносів.

6.2 Стійкість русла річки визначається

• критерієм стійкості поздовжнього профілю річки

,(16)

де - діаметр частинок грунту, що складає русло річки;

,(17)

- cередній діаметр окремої фракції;

- процент вмісту фракцій;

- уклон річки (в метрах на 1 км довжини річки).

• критерій стійкості ширини русла визначається формулою

або ,(18)

де - ширина стійкої в плані ділянки річки по урізу води, м;

- руслоформуюча витрата, ;

- поздовжній уклон водної поверхні річки;

- параметр, що характеризує поперечний профіль русла. Значення параметра наведено в таблиці 2;

• коефіцієнтом кінетичності, який характеризує ділянку річки і виражається числом Фруда

,(19)

де - середня швидкість і - глибини при максимальній витраті води;

- прискорення сили тяжіння, ;

- коефіцієнт рівномірності розподілу швидкостей по перерізу.

Таблиця 2 - Значення параметра А