Лекция №9

Тема: Методы защиты территории от затопления и их проектирование

Защиту территорий от затопления обычно предусматривают в сочетании с другими общими и специальными мероприятиями инженерной подготовки. Известно четыре метода защиты (табл. 6.1).

Первый— это устройство дамбы обвалования, которые трассируют вдоль водоема, отделяя от него защищаемую территорию (рис. 27,б).

Второй метод — подсыпка затопляемой площади до отметки, превышающей расчетный уровень высоких вод в реке (схема в).

Третий метод заключается в повышении пропускной способности источника затопления. Это дает возможность транспортировать максимальные расходы при менее высоких уровнях. Реку углубляют и спрямляют, а при необходимости расчищают русло, увеличивая поперечное сечение потока (схема г).

Рис. 27. Схема затопления городских территорий и их защиты:

1 — защищаемая территория; 2 — разгрузочный капал; 3 — водохранилище; ГМВ — горизонт межен­ных вод; ГВВ — то же, высоких

Четвертый метод основан на регулировании стока воды. Расходы главного русла реки уменьшают, устраивая разгрузочные каналы, создавая резервные водохранилища или объединяя те и другие (схемы д, е).

Обвалование и подсыпка являются наиболее распространенными методами. Их используют как самостоятельно, так и в сочетании. Значительно реже применяют другие методы, поскольку регулирование с помощью каналов не всегда обеспечивает необходимый эффект. Как правило, только их сочетание с подсыпкой или обвалованием позволяет обеспечить защиту от затопления. Устройство крупных водохранилищ планируют, обычно решая комплексные народнохозяйственные задачи использования водных ресурсов. Только для борьбы с наводнением такие водохранилища устраивают крайне редко, обычно в ливнеопасных районах. Это объясняется значительной стоимостью строительства водохранилищ и редкой повторяемостью катастрофических наводнений, масштабы которых в некоторой степени могли бы оправдать использование этого дорогостоящего метода защиты.

Современный опыт градостроительного проектирования позволил выявить определенные тенденции в выборе основных мероприятий.

Проектирование водооградительных сооружений включает определение основных параметров поперечного сечения дамбы и земляной насыпи, типа и конструкции одежды берегоукрепления.

Параметры водооградительных сооружений в значительной степени зависят от их высоты. Ее назначают из условий некоторого превышения гребня дамбы или бровки подсыпки над расчетным ГВВ (рис. 28.). Это превышение состоит из нескольких величин, определяемых капитальностью сооружений и особенностями ветрового режима акватории.

В зависимости от класса капитальности сооружения назначают величину запаса а, характеризующего возвышение верха сооружения над горизонтом высоких вод. Как правило, капитальность водооградительных дамб относят к III классу, поэтому величину запаса принимают не менее 0,7 м. Возвышение отметки бровки насыпи при подсыпке территории принимают не менее 0,5 м. На крупных водоемах учитывают кроме запаса α величину ветрового нагона ∆h и высоту всплеска волны h_B или ее наката на откос h_н .

Отметку верха водооградительных сооружений Н_с определяют по двум формулам. При вертикальном берегоукреплении:

Н_с = Нгвв + α + ∆h + h_B,

где принятое обозначение величин см. на рис. 28, б. Подъем горизонта под влиянием ветрового нагона определяют по данным местных наблюдений, высоту волны и ее наката — по нормативным документам.

Если берегоукрепление откосное, то:

Н_с = Нгвв + α + ∆h + h_н,

где обозначения см. на рис. 28, а.

В тех случаях, когда водооградительные сооружения трассируют вдоль берега, сжимая русловой поток, в формулы необходимо добавить запас на возможное превышение ГВВ, вызванное уменьшением поперечного сечения реки.

Рис. 28. Поперечные профили обделки берегов сооружений защиты от затопления (на схемах а и б обозначены величины, слагающие запас высоты сооружений)

Берегозащитные сооружения, предотвращающие подмыв берегов и деформацию русла рек, проектируют на основе генеральной схемы берегоукрепления, где учтены перспективы развития населенных мест. На территориях, непосредственно используемых для градостроительных нужд, предусматривают дополнительно меры активной защиты, включающие расширение существующих и создание искусственных пляжей в комплексе с сооружениями, их удерживающими.

Формы и конструкции берегоукрепления многообразны. Они зависят от назначения проектируемой территории, высоты водоограднтельного сооружения, гидрогеологических и климатических условий района строительства, определяющих нагрузки, и воздействия на конструкцию. Принципиальные схемы поперечных профилей берегоукрепления. отражающие возможное многообразие существующих вариантов, показаны на рис. 28. Откосный и вертикальный профили обделки берега (схемы а и б) являются наиболее распространенными в городских набережных.

Откосно-вертикальная схема а набережной находит применение при относительно больших глубинах в прибрежной полосе и в условиях сгона-нагона воды на устьевых участках рек (рис. 28, в). Однако по архитектурным соображениям набережные этого типа могут быть возведены и на мелководье, но тогда высоту вертикальной части набережной делают не более 2-3 м. На реках с высокими паводками и крутыми возвышенными берегами находят широкое применение набережные, выполненные по схеме г с горизонтальной площадкой или без нее.

На берегах морей, рек, каналов при амплитуде приливно-отливных и сезонных колебаний до 5-6 м берегоукрепление проектируют по схеме д в виде криволинейного силуэта. Если прибрежные территории подвержены воздействию прибойных и разбивающихся волн, то верхнюю часть криволинейной зоны целесообразно выполнять с обратным уклоном, проектируя поперечный профиль по схеме е. Это позволяет исключить выплескивание воды на берег при отсутствии ветра.