ВСН 163-83. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (Нефтегазопроводов)

Прогноз дополнительного влияния, вызванного воздействием на участок перехода сооружениями I и II категории, может производиться в соответствии с существующими рекомендациями по оценке руслового процесса при проектировании этих типов сооружений.

В общем виде учет руслового процесса при проектировании перехода как пассивного сооружения должен состоять в определении тех русловых форм и тех активных сооружений, под влияние которых попадает переход, и в определении диапазона русловых деформаций, вызываемых этими русловыми образованиями и сооружениями. Переход должен находиться вне пределов указанного диапазона деформаций в течение расчетного срока эксплуатации этого сооружения.

Если переход нельзя разместить за пределами найденных границ русловых деформаций, задача его проектирования решается одним из следующих способов:

- путем отыскания нового, приемлемого по развитию русловых деформаций, участка местоположения сооружения;

- путем разработки нового типа перехода (например, вместо подводного - надводный, вместо одной нитки - несколько ниток и т.д.);

- путем стабилизации русла с помощью русловыправительных сооружений II категории.

2. При оценке русловых деформаций на участке перехода магистрального трубопровода необходимо учитывать общие принципы выделения русловых прогнозов и прогнозируемых характеристик руслового процесса, вытекающие из гидроморфологической теории руслового процесса.

3. Под прогнозом руслового процесса (русловым прогнозом) понимается предвычисление в пространственном или временном интервале любого изменения морфологического строения русла, основанное на знании закономерностей развития русловых процессов, определяющих это явление в конкретных условиях данной реки или канала.

В классификации русловых прогнозов различают их признаки и виды.

Выделены следующие признаки русловых прогнозов: общецелевое назначение, генезис (происхождение) водотока, вид водотока (для рек и каналов), схема взаимодействия руслового процесса с инженерными сооружениями, время предвычисления, методы предвычисления. Каждый признак предопределяет выделение соответствующих видов прогнозов.

По признаку общецелевого назначения выделяются прогнозы научно-познавательные, инженерные и природоохранные. Проектирование перехода трубопровода через русло и пойму реки требует учета двух последних видов прогноза.

Признак "генезис водотока" введен в целях разделения прогнозов, выполняемых для рек и каналов.

Для учета в прогнозах разных природных условий они разделяются по признаку "вид водотока" на прогнозы для равнинных рек, для рек в особых условиях (карст, многолетняя мерзлота), для каналов в выемках, для каналов в насыпях, для каналов в поймах рек и др.

По признаку "характер взаимодействия инженерных сооружений с русловым процессом" выделяют прогнозы при сооружениях I категории (см. табл. 1), прогнозы при сооружениях II категории, прогнозы при пассивных сооружениях, прогнозы на урбанизированных участках рек, застроенных сооружениями разных типов.

По времени предвычисления выделяют прогнозы полных циклов развития русловых форм (период сползания гряд, мезоформ, ограниченных излучин, развития свободных излучин и т.п.) и прогнозы стадий (части циклов) развития русловых форм. Такое деление прогнозов обусловлено тем, что в абсолютном выражении время протекания явлений руслового процесса на разных структурных уровнях весьма различно. Так время прохождения песчаными грядами своей длины (период их движения) колеблется от минут до десятков суток, период сползания мезоформ - от нескольких суток до нескольких лет; полный же цикл развития макроформ, например излучин, может продолжаться и сотни суток и сотни лет. Выбор того или иного вида прогноза по времени предвычисления зависит от соотношения расчетного времени строительства или эксплуатации сооружения и времени полного цикла развития русловых форм.

В зависимости от сложности явлений руслового процесса, капитальности сооружения, точности прогноза, стадии проектирования, степени возможного нарушения природной среды по методам предвычисления прогнозы подразделяются на гидроморфологические, гидравлико-морфометрические, гидравлическое моделирование.

4. Прогнозированию при проектировании переходов трубопроводов через реки могут подлежать следующие виды деформаций:

- изменения русловых форм на уровне отдельных частиц (при бесструктурном транспорте наносов), на уровне русловых микро-, мезо-, макроформ;

- деформации указанных русловых форм в зависимости от направленности русловых деформаций в реке (обратимые или знакопеременные, необратимые или однонаправленные, совместные включающие обратимые и необратимые);

- деформации русловых форм, вызванных влиянием смежных русловых образований одного или разных структурных уровней (например, влияние смежных излучин в зависимости от степени их развитости, влияние спрямления излучины на расположенные ниже мезо- и макроформы и т.п.).

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения 2

Учет деформаций речных русел на участках подводных переходов магистральных трубопроводов через реки 3

2. Задачи и состав изыскания 3

3. Организация изысканий 5

4. Выбор участка и створов подводного перехода 6

5. Paсчеты характеристик русловых форм на переходах 8

Расчет характеристик русловых микроформ 8

Прогнозирование скорости перемещения затопляемых мезоформ речного русла или их фрагментов 8

6. Прогнозирование плановых деформаций русла 9

7. Учет деформаций речных русел в специфических условиях 11

Северные реки 11

Горные реки 12

8. Оценка точности прогноза деформаций русла по материалам изыскания и его учет при проектировании перехода 14

9. Построение линии возможного размыва русла 17

10. учет заносимости подводных траншей на переходах трубопроводов 21

Проектно-технологические задачи 21

Расчетные методы определения заносимости траншей 21

Натурные методы определения зависимости траншей 24

Прогноз заносимости траншей на переходах, расположенных в нижних бьефах гэс 27

Учет деформаций берегов на подводных переходах магистральных трубопроводов через водоемы (озера и водохранилища) 27

11. Задачи, состав и организация изысканий 27

12. Выбор участка и створа подводного перехода 30

13. Прогноз переформирований берега 31

Исходные положения 31

Определение расчетных характеристик ветра и волнения 32

Установление профиля устойчивой береговой отмели и определение предельного смещения линии берега 33

Определение размера смещения линии берега на заданный срок 35

14. Оценка обратимых высотных деформаций береговой отмели 35

Обратимые высотные деформации в приурезовой зоне 36

Высотные деформации центральной и внешней частей береговой отмели 36

Построение профиля предельных деформаций 37

15. Расчет вдольберегового перемещения и аккумуляции наносов в траншее на береговой отмели 38

Средняя мутность воды 38

Распределение мутности воды по створу береговой отмели 39

Распределение мутности воды по вертикали 39

Расчет расхода наносов 40

Распределение интенсивности вдольберегового перемещения наносов и их аккумуляции в траншее 41

Приложение 1 Основные характеристики типов руслового процесса 43

Приложение 2 Схемы распределения основных типов речных русел на территории ссср 48

Приложение 3 Пример выбора створа с минимальным объемом подводных земляных работ 50

Приложение 4 Таблицы значений неразмывающих скоростей потока 52

Приложение 5 Номограммы для определения скорости движения русловых микроформ 53

Приложение 6 Номограммы для определения скорости движения русловых мезоформ 54

Приложение 7 Примеры расчета смещения мезоформ за прогнозируемый период и выбора схемы проектирования подводного перехода трубопровода 58

Приложение 8 Темпы плановых деформаций вогнутых берегов меандрирующих рек 60

Приложение 9 Примеры оценки случайных погрешностей при совмещении плановых съемок и поперечных профилей русла 63

Приложение 10 Примеры решения проектно-технологических задач по учету заносимости подводных траншей при строительстве переходов 64

Приложение 11 Оценка форм транспорта наносов при заносимости подводных траншей 66

Приложение 12 Определение характеристик режима уровня воды 67

Приложение 13 Определение характеристик режима ветра 71

Приложение 14 Определение характеристик режима ветрового волнения 74

Приложение 15 Определение характеристик стокового течения 78

Приложение 16 Расчет скорости ветрового течения на открытой акватории водоема и залива 81

Приложение 17 Расчет характеристик ветрового течения в зоне прибрежного мелководья 84

Приложение 18 Расчет скорости вдольберегового течения на береговой отмели 86

Приложение 19 Пример расчета переформирования берега в зоне участка перехода трубопровода через водохранилище 88

Приложение 20 Пример расчета количества взвешенных и донных наносов, перемещаемых вдольбереговым течением через створ береговой отмели волнами одного направления в течение заданного срока (один месяц) 97

Приложение 21 Пример расчета заносимости траншеи на береговой отмели 98

Приложение 22 Обследование эксплуатируемых подводных переходов трубопроводов 99

Приложение 23 Общая оценка естественного изменения руслового режима участка перехода и изменения, вызванного влиянием гидротехнических сооружений 103