attachments_15-03-2012_12-07-33 / 23б

23б.Расчёты инженерно-биологических сооружений и технология восстановления рек. Расчётное обоснование инженерно-биологических соор-ий включает в себя прогностическую оценку статической устойчивости последних против сдвига и опрокидыв-ия под действ-ем основных сил, воздействий и нагрузок. Надёжность таких соор-ий оцен-ют по данным наблюдений, проведённых на ранее построенных и длительное время эксплуатируемых соор-ях. Учитывая это, выстроен примерный алгоритм рассмотренных расчётов:

1)Определяют расчётом или экспериментально значение силы и нагрузок, действующих на сооружение. 2) Опр-ют физико-механические хар-ки подстилающих грунтов, а также грунтовых засыпок. 3) Предварительно разраб-ют конструкцию соор-ия, которая будет выполнять свои функции в природоприближенном русле. 4) Разраб-ют расчётные схемы как самого соор-ия, так и отдельных его элементов. 5) Определяют основные размеры сооружения и его элементов. 6) Выбирают живой строительный материал для сооружения, отвечающего условиям природоприближенности последнего. 7)Выполняют расчёты устойчивости соор-ия против сдвига и опрокидывания. 8)Осущ-ют в случае необходимости расчёты,оценивающие достаточность прочности соор-ия или его отдельных элементов.

Нагрузки, Н/м², от текущей воды выч-ют по формуле влекущей силы (Дюбуа): S=ρ* g *R*I, где ρ – плотность воды, g – ускорение своб падения, R – гидравл-ий радиус потока, I-уклон водотока.

Конструция крепления, облицовка или сооружения в природоприближенном русле будет считаться устойчивой, если действующая на них влекущая сила не превышает некоторых заранее установленных (допускаемых, критических) значений, т.е. если S < S_доп, где S_доп- допускаемое (критическое) значение влекущей силы. Рассмотрим ПРИМЕР расчёта устойчивости инженерно-биол-го крепления откоса природоприближенного речного русла Форму поперечного сечения примем трапецеидальной, а наполнение –предельным. Заданы: ширина русла водотока по дну b; глубина воды, отвечающая пропуску по руслу макс-ого расхода h; уклон дна водотока I; залож. откосов (выбранной схемы попер.сеч) m . В первую очередь опр-ем осн. гидравл. хар-ки водотока: площадь живого сечения ω=( b+2mh)h, длину смоченного периметра χ=b+2h 1+m², гидравлический радиус

R= ω\χ

Влекущая сила в этом случае (на основании откоса) S=рgRI. По таблице опр-ем породы по S < S_доп.

Оценить устойчивость сухой части откоса (выше максимального уровня воды в водотоке), укрепленной живыми строительными материалами, можно с помощью графика, построенного по рез-ам аналит-их расчётов, используя данные натурных наблюдений. При пользовании этим графиком в качестве исх. данных исп-ся: значения угла внутреннего трения грунта φ, из кот выполнен массив; глубина закладки (толщина) крепления в откос t; геометрическая длина откоса l; шаг закладки крепления а; относительное значение закладки крепления m=t\l; угол наклона плоскости откоса α. Пользуясь значениями перечисленных величин, получаем по графику значение отношения tg α = y*tg φ, а следовательно и сам угол α.

Рис. . Расчетная схема сухого откоса с биологическим (живым) креплением

Общие рекомендации по технологии восстановления рек:

1.-В руслах с сильно выраженными процессами размыва дна и берегов необходимо устройство биологического крепления. 2- При реконструкции водотоков берегоукрепительные одежды следует демонтировать из бетона и ж/б, асфальта, мостовой. Следует демонтировать конструкции, с помощью которых естественные поверхностные водотоки превращены в закрытые искусственные (туннели, галереи). 3-поперечное сечение должно иметь пойменные части со своими биотоками. Поймы должны быть затопленными в паводок. При наличии культ-ых ландашфтов предпочтительно устраив-ть поперечное сечение русла с эрзац-поймой.

4-Древесная раст-ть расп-ся обычно вдоль берегов и пойм. Поэтому при составлении прогност-их расчётов пропускной спос-ти учитывают, что русло со временем будет затенено 10-20-летней древесной растительностью.5-Водотоки с незначит-ым отношением макс-ого и среднемноголетнего расходов воды проект-ют с поперечным сечением трапецеид-й формы.Если отношение этих расходов существенно превышает 20-кратное,то устраивают двойное трапецеидальное сечение.

6-У многих русел названное выше отношение превышает. Поэтому исп-ся сложные поперечные сечения При этом среднегод. расходы протекают по основному руслу, а паводковые-по пойме.7-Если ширины отвода земель не хватает для размещения пойменных частей, то ограничиваются устройством бермы шириной не менее чем в 3В, где В-ширина основного русла по урезу воды. При В>10 м берму устраивают с обоих сторон русла и исп-ют, как экспл-ые дороги ля ухода за водотоком и его берегами, особенно при их сильном зарастании.8-Когда существуюее русло водотока оставляют неизменным, то часть прилегающей речной долины ограждают продольными противопаводк. дамбами. Тогда на участке м/у дамбами развиваются естественные русловые процессы, способствующие образов-ию устойчивых биотопов.9-Заложение откосов назн-ют на основе натурных наблюдений водотоков-аналогов, но не круче, чем 1:1. В противном случае будет трудно их залужить травой или высадить на них растит-ть Вогнутые берега всегда круче, чем выпуклые и для биологического крепления исп-ют разные породы древесно-кустарниковой расти-ти, обогащая тем самым биолог-ое разнообр-ие водотоков.10-Необходимую площадь попереч-го сечения природоприближенного водотока рассч-ют из условий обеспеч-ия его максимальной пропуск ной спос-ти.11-На криволинейных участках русел водотоков в зоне вогнутых берегов допуск-ся образование размывов, в зоне выпуклых-образование наносных отложений. 12-Поперечное сечение русла водотока должно гармонично вписываться в ландшафт окружающей его местности, отвечать треб-ям эстетики.

Перед началом восстановительныхработ выясняют степень и причины деградации реки по характерным признакам. Признаки деградации : загрязнение воды, обмеление и зарастание русла, подъем уровня воды в русле и грунтовых вод на пойме, истощение реки(сокращение расходов реки до полного пересыхания), врезка русла и снижения уровня воды в нем и на пойме. К технологии восстановления рек также относится: 1)восстановление полезных режимов; 2) сосредоточение потоков в половодье в русле ( для его промывки); 3)рекультивационные попуски(для промывки); 4)расчистка заросшего тростником и кустарником русла; 5) залужение или обсадка кустарником берегов и прибрежных полос (предотвращает от размыва); 6) для борьбы с наносами,создающими перегрузку речного потока, строят верховые пруды(задерживают наносы на подступах к реке).