10.24 Загальна стійкість покриття з кам'яного накиду підлягає перевірці при товщині льодового покриву, що перевищує 0,8 товщини шару накиду, і в усіх випадках при товщині льодового покриву понад 1 м.

10.25 Найменший розрахунковий діаметр , м, каменю, приведенного до кулі, для накиду з несортованого матеріалу визначається за його стійкістю в умовах хвильових дій при укосах з закладанням у межах від 2 до 5 за формулою

,(98)

де - гідравлічний коефіцієнт опору, що приймається рівним 0,2 при діаметрі каменю понад 15 см і висоті хвилі понад 0,5 м;

- положистість хвилі 1%-ної забезпеченості, що приймається для водосховищ рівною 7;

- питома вага аерованої води в струмені від руйнівної хвилі на укосі накиду, що приймається рівною ;

- питома вага каменю.

10.26 Розрахунковий розмір, , м, каменю, приведеного до кулі, необхідного для утворення опорної просторової решітки і забезпечення загальної стійкості накиду з несортованого матеріалу в умовах хвильових дій при укосах з закладанням у межах від 2 до 5, визначається за формулою

,(99)

де - гідравлічний коефіцієнт опору, що приймається рівним 0,2 при діаметрі каменю понад 15 см і висоті хвилі понад 1 м;

- питома вага аерованої води, яка стікає з накиду в кінці відкочування хвилі, приймається рівною .

10.27 Товщину покриття з несортованого каменю для умов хвильової дії визначають за залежністю

.(100)

10.28 На нижній межі покриття з кам'яного накиду слід передбачати кам'яний упор у вигляді банкета або залізобетонний упор у вигляді масиву, що сполучається у потрібних випадках з полегшеним покриттям дна або нижньої частини укосу для захисту їх від розмиву і порушення стійкості основи самого покриття.

10.29 Полегшене покриття виконують з великоуламкового грунту або щебеню для захисту дна біля споруди і ділянок укосу, що зазнають хвильових дій на глибинах, що перевищують глибину розміщення нижньої межі основного кріплення , яка визначається співвідношенням , де - висота хвилі 1%-ної забезпеченості при відповідних рівнях води.

10.30 Нижню межу полегшеного покриття визначають на глибині, де придонні швидкості течії не перевищують розмиваючу швидкість залягаючого тут грунту.

10.31 Розрахунок полегшеного покриття полягає у визначенні необхідної крупності, , матеріалу, стійкого при донних швидкостях, .

11 РЕГУЛЮВАННЯ РІЧОК - ВОДОПРИЙМАЧІВ

(для потреб осушення)

11.1 Необхідність регулювання річки-водоприймача визначається рівневим режимом пропускання витрат різної забезпеченості.

Залежно від причин високих рівнів води в руслі річки і недопустимості за тривалістю і термінами затоплення заплав застосовуються такі способи регулювання річок:

  • усунення підпорів, створених спорудами;
  • зменшення шорсткості русла;
  • збільшення розмірів поперечних перерізів русла і уклону річки;
  • надання руслу сталого поперечного і поздовжнього профілю, що рівномірно змінюється по довжині річки відповідно до витрат;
  • регулювання стоку водосховищами і ставами на річці та її притоках;
  • будівництво паралельного каналу (русла) для розвантаження річки.

11.2 Спосіб регулювання річки-водоприймача встановлюється на підставі даних вишукувань і досліджень при розробці проекту (робочого проекту) осушувальної (осушувально-зволожувальної) системи.

11.2.1 Підпір, створений спорудами, слід усувати шляхом ліквідації або перебудови останніх. Якщо ліквідувати або перебудувати споруду неможливо, передбачають машинний водопідйом.

11.2.2 Якщо зберігається решта причин незадовільного стану річки, то в цьому випадку необхідно її регулювати для забезпечення вертикального сполучення елементів осушувальної мережі та своєчасного відведення паводкових вод.

11.2.3 Стійкість русла на поворотах, де спостерігається найбільше розмивання, досягається наданням йому радіуса заокруглень, що відповідає гідравлічним характеристикам потоку і грунту, який складає русло річки.

Для річок с витратою до 5,0 м3/с мінімальний радіус заокруглення рекомендується визначати за формулами А.Ф. Пєчкурова, а саме

для поздовжньо стійкого русла

, (101)

де - ширина русла зверху і гідравлічний радіус на заокругленні, м;

- розрахунковий діаметр зерен грунту, що приймається рівним діаметру

крупної фракції, , менше якого в механічному складі міститься

частинок 85% за масою, м;

- середній уклон паводкового потоку на заокругленні русла; визначається за формулою

, (102)

де - розрахункове зчеплення грунту при розриві у воді (ГПа);

- густина води, кг/м3;

для поперечно стійкого русла

, (103)

де - мінімально допустимий радіус заокруглення, м; = 1,1 - коефіцієнт; - швидкість потоку, м/с; - уклон вільної поверхні; = 9,8 м/с2.

З обчислених значень радіуса повороту приймають найбільше.

Для річок з витратою понад 5 м3/с радіуси заокруглень визначають за формулами

при

; (104)

при дії швидкостей, створюваних поперечним уклоном (поперечна стійкість русла)

, (105)

де - гідравлічний радіус на прямолінійній ділянці русла, м.

11.2.4 Руслу річки надається стала форма поперечних перерізів, виходячи з стійкості грунтів, витрат, глибини і форми стійких ділянок існуючого русла, способу виконання робіт. Найбільш стала форма поперечних перерізів русла - параболічна.

Параметри поперечних перерізів параболічної форми визначають з рівняння

(106)

де - коефіцієнт закладання укосу; - глибина потоку при розрахунковій витраті.

11.2.5 З метою надання руслу річки правильної форми і виправлення динамічної вісі потоку провадять виправні роботи шляхом влаштування струмененапрямних дамб, загат і напівзагат, а на широких ділянках (якщо ширина річки більше, ніж удвічі перевищує проектну) передбачають водостискні споруди.

11.2.6 Витрата води (м3/с), яку річка може пропустити після регулювання, визначають за формулою М.Ф. Срібного

, (107)

де - витрата води до регулювання, м3/с; і - довжина русла від вододілу до замикаючого створу, відповідно, до і після регулювання, км; і - уклони річки, відповідно, до і після регулювання.

Гідравлічний розрахунок водоприймача

11.3 Розрахунковими витратами є:

  • весняні паводкові;
  • літньо-осінні паводкові;
  • передпосівні;
  • меженні.

Розрахункові витрати вибираються залежно від використання осушуваних земель.

11.4 Розрахункові створи вибирають по спрямленому руслу в таких місцях: у гирлі і витоку регульованої ділянки річки; в місцях зміни уклонів річки; нижче впадіння в річку приток, каналів з водозбірною площею не менше 500 га; в місцях різких змін заплави, звужень і розширень.

11.5 Гідравлічний розрахунок провадять за розрахунковими створами. За відомими витратами, уклоном дна, глибиною русла, коефіцієнтом шорсткості і формою поперечних перерізів визначають ширину русла зверху (і знизу для трапецеїдального русла), глибини заповнення при розрахункових витратах і відповідні швидкості течії.

Розрахунок провадять за формулами рівномірного руху. Одержані глибини заповнення при пропусканні розрахункових витрат наносять на робочий профіль в розрахункових створах. Здійснюють перевірку правил вертикального сполучення потоків. Якщо вони не дотримані, то розрахунок повторюють знову. При недопустимих швидкостях течії на розмив збільшують розміри поперечних перерізів. Мінімальні швидкості повинні бути не менше 0,25-0,30 м/с.

Обвалування русел річок

11.6 Застосовується в таких випадках:

  • регулювання річки не може забезпечити пропускання розрахункових витрат із заданою забезпеченістю;
  • затоплення заплави є недопустимим;
  • обвалування є економічнішим, ніж регулювання русла;
  • обвалування доповнює регулювання русла.

Примітка. При вирішенні питання про обвалування русла річки мають на увазі, що при обвалуванні збіднюються живильними речовинами прилеглі землі; докорінно змінюється водний, живильний та інші режими прилеглих земель. При порівнянні варіантів регулювання та обвалування річки необхідно враховувати як позитивні, так і негативні їх сторони.

Стійкість русел річок-водоприймачів

11.7 Стійкість русла - здатність його протистояти деформаціям.

Для виконання розрахунків стійкості русел визначають такі основні розрахункові характеристики грунтів:

- щільність частинок грунту, кг/м3;

- середню щільність грунту, відповідно, в сухому і насиченому водою

стані, кг/м3;

- пористість, коефіцієнт пористості грунту;

- кут (град), коефіцієнт внутрішнього тертя грунту у воді;

- коефіцієнт фільтрації грунту, м/с;

- розрахункове питоме зчеплення грунту у воді при розриві , ГПа;

- гранулометричний склад грунту з побудовою кривої розподілу

частинок за крупністю, з якої знімають % за масою.

За наведеними характеристиками розраховують середню щільність грунту у зваженому стані:

(108)

або

, (109)

де - густина води, кг/м3.

Для зв'язних грунтів, крім того, визначають число пластичності , і показник консистенції, .

11.8 Розрахунок стійкості русел до розмивання. Динамічна стійкість русел.

В динамічно стійкому руслі (динамічна рівновага) відбувається збалансований грунтообмін між потоком і ложем і, відповідно, оборотний процес переформування руслових утворень, але при цьому основні морфометричні параметри русла - ширина по верху і глибина - зберігаються.

Стійкість дна широких русел до розмивання наближено можна оцінити за критерієм Лохтіна-Веліканова

(110)

або за оберненою йому величиною

, (111)

що називається критерієм рухомості дна ;

- середній діаметр зерен грунту на дні русла, м; - відповідно, глибина і уклон руслоформуючого потоку, м.

За даними А.Ф. Печкурова, стійкість русла до розмивання визначається такими значеннями критерію рухомості дна:

при = 0,08-0,09 - має місце початок волочіння окремих зерен грунту;

при = 0,16-0,18 - початок утворення донних гряд;

при =(- коефіцієнт внутрішнього тертя грунту у воді) - інтенсивне

переміщення донних наносів;

при = 1 - початок завислого стану грунту;

при <1(<1) - відбувається інтенсивне розмивання грунту, тобто русло є

нестійким.

Для русел трапецеїдального перерізу в незв'язних і малозв'язних грунтах (при витраті води < 50 м3/с) стійкість до розмивання можна визначити за критеріямиЕ.І. Міхневича

для укосу

(112)

для дна

. (113)

Максимально допустимі уклони при и будуть

для укосу

(114)

для дна

, (115)

де - критерій стійкості поперечного перерізу русла;

- критерій стійкості дна; - розрахунковий діаметр зерен грунту, відповідно, на укосі або на дні, м:

  • для піщаних грунтів приймається рівним діаметру(крупна фракція);
  • для зв'язних - розміру агрегатів d = 0,003-0,004 м;

- коефіцієнт закладання укосу;

і - коефіцієнти, що враховують вплив параметру на питому силу

волочіння, відповідно, на укосі та дні русла:

= 0,8+0,1 при £ 4

= 1 при > 4

= 0,550+0,265 при £4

= 1 при >4

- ширина русла по дну, м;

- відповідно, максимальна глибина і уклон руслоформуючого потоку, м.

Поперечний переріз буде стійким до розмивання при ³1 або при і, відповідно, дно буде стійким при або при .

Примітка. При вмісті у воді глинистих (колоїдних) наносів понад 0,1 кг/м3, значення можуть бути збільшені в 1,3 раза, а - в 1,5 раза.

11.9 Для регульованих шляхом випрямлення русел річок-водоприймачів, що проходять у піщаних грунтах, з витратою води 20 м3/с рекомендуються такі морфометричні залежності для визначення ширини зверху, , і середньої глибини динамічно стійкого русла:

, (116)

, (117)

де і - відповідно, уклон і витрата (м3/с) руслоформуючого потоку;

- коефіцієнт стабілізації русла; його значення для регульованих русел

річок з витратою =20-50 м3/с приймають= 7,0 і для = 50-100 м3/с = 8,2, якщо використовується як розрахунковий діаметр і, відповідно, = 4,6 і = 5,4 для . Для стійких

ділянок русел рівнинних річок одержано наближене значення для;

- швидкісний коефіцієнт, м0,5/с.

11.10 Максимально допустимий на розмивання уклон, , для русел динамічної рівноваги (при = 10-25 і <100 м3/с) можна визначити за формулою

(118)

11.11 Якщо розрахункові морфометричні параметри русла (велика ширина і мала глибина) не забезпечують самопливне скидання води з системи, то приймають глибину, потрібну за умовами сполучення мережі у вертикальній площині, а для запобігання розмиванню проектного перерізу (при глибині , що перевищує допустиму ) укоси слід укріпити.

Допустиму глибину визначають за формулою

(119)

12 ЕКСПЛУАТАЦІЯ ЗАХИСНО-РЕГУЛЯЦІЙНИХ СПОРУД

12.1 Правильна експлуатація захисно-регуляційних споруд повинна забезпечити їх працездатність і довговічність, а також створюваний ними водозахисний ефект.

У процесі проектування до моменту здачі в експлуатацію захисно-регуляційних споруд повинна бути розроблена і затверджена у встановленому порядку інструкція стосовно експлуатації окремих споруд комплексу водозахисних заходів.

12.2 Перед здачею в експлуатацію споруд повинна бути виконана їх паспортизація у відповідності з вимогами ДБН А.3.1-4.

Основні споруди, зазначені в паспорті, повинні бути закріплені в натурі знаками, що забезпечують швидку перевірку справності складових частин споруд. Дамби, що захищають ділянку і культурні землі від затоплення у паводок, повинні бути показані на схемі з відмітками граничних горизонтів води. На схемі зазначаються також дороги, напрямок руху по них і по дамбах в нормальних умовах експлуатації та у випадку аварії.

Всі ділянки обвалування повинні бути розбиті на пакети і мати ясні знаки.

12.3 Основні завдання служби експлуатації:

  • підтримування в справності всіх захисних споруд та їх електромеханічного обладнання;
  • належне обслуговування насосних станцій, водовипускних та інших гідротехнічних споруд, робота яких повинна регулюватися експлуатаційним персоналом відповідно до вимог, що ставляться до тих або інших захисних об'єктів;
  • проведення планово-попереджувальних, поточних і капітальних ремонтів;
  • своєчасне виявлення та ліквідація аварій;
  • підготовка споруд для пропускання паводків; функціонування споруд у різні періоди року (весна, зима);
  • проведення систематичних спостережень за положенням депресійних кривих у тілі та основі дамб обвалування;
  • проведення систематичних спостережень за положенням рівня грунтових вод на території, що захищається, контролюючи таким чином роботу дренажних пристроїв та ефективність їх дії;
  • інструментальна перевірка деформацій дамб обвалування;
  • спостереження за безперебійною роботою всіх механізмів і автоматичних пристроїв.