книги из ГПНТБ / Писарьков, Х. А. Осушение лесных земель учебное пособие для студентов лесохозяйственного факультета (специальность 1512)

открытые каналы и водоотводные лотки. Оползание склонов иногда можно задерживать устройством подпорных стенок. Оползни вызываются и частичной срезкой грунта у оснований склонов, например, при устройстве дорог и каналов, а также подсыпкой грунта на склонах, вызывающей перегрузку скло­ на и его движение. Следовательно, при производстве земля­ ных работ надо принимать все меры, чтобы не вызвать оползня.

Одновременно с отводом поверхностных и грунтовых вод, все оползнеопасные участки должны быть засажены кустар­ никами и деревьями с глубокой корневой системой.

Осуществлению мероприятий по борьбе с оползнями грун­ та должно предшествовать тщательное изучение геологиче­ ских, гидрологических и хозяйственных условий данного объ­ екта. В каждом отдельном случае следует установить причи­ ну появления оползня и в соответствии с этим применять про­ тивооползневые мероприятия.

Глава IV

РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОДОПРИЕМНИКОВ

Хорошее действие осушительной сети возможно только при наличии удовлетворительного водоприемника. Плохой водо­ приемник нередко является причиной избыточного увлажне­ ния окружающих земель. В качестве водоприемников исполь­ зуются реки, ручьи, каналы, балки и другие водотоки и пони­ жения. Иногда водоприемниками могут быть карстовые во­ ронки, а также подземные водопроницаемые слои.

1.Требования, предъявляемые к водоприемникам. Быто­ вой горизонт воды в водоприемнике не должен создавать под­ пора воды в магистральном канале, а следовательно, и в осу­ шительной сети. В период прохождения весенних и летне­ осенних паводков не должно быть длительного (недопусти­ мого) затопления осушаемой территории. Паводковые воды должны своевременно отводиться водоприемником, в связи с этим водоприемник должен иметь достаточную пропускную способность. Русло водоприемника должно быть устойчиво, без размывов и отложений наносов. В целях борьбы с зара­

станием водной растительностью скорость течения воды в русле должна быть не менее 0,25—0,30 м/сек.

2.Причины неудовлетворительного состояния водоприем­ ников. Чаще всего водоприемниками служат реки и другие естественные водотоки. Высокий уровень воды и малая про­ пускная способность рек являются главными признаками пло-

120

хого их состояния. Причинами неудовлетворительного состоя­ ния водоприемников могут быть:

1: Извилистость русла. Всякая река в естественном состо­ янии имеет извилистый вид, она составлена как бы из отдель­ ных извилин (меандр), между которыми иногда бывают пря­ мые участки. Извилистость сильно увеличивает длину реки, а следовательно, уменьшает ее уклон и скорость движения во­ ды, следствием чего и является повышение горизонтов воды

врусле.

2.Малая площадь поперечного сечения русла, чаще всего

недостаточная глубина и реже малая ширина русла.

3. Малая скорость течения воды (менее 25—30 м(сек) и

небольшая глубина потока способствуют зарастанию водной растительностью и захламлению русла, в результате чего про­ исходит увеличение шероховатости русла, уменьшение скоро­ сти движения воды и повышение ее горизонта. Зарастание и засорение также приводят к уменьшению площади попереч­ ного сечения русла.

4. Чередование различных по величине и форме попереч­ ных сечений русла, например, резкая смена узких сечений'— широкими, мелких — глубокими. Все это создает неравномер­ ное движение воды, вызывающее уменьшение пропускной спо-

.собности и повышение горизонта воды.

5. Подпор воды, создаваемый различного рода искусствен­ ными сооружениями: плотинами, мостами, рыбными заколами, разного рода перемычками и др.

3. Методы регулирования водоприемников. В зависимости от причин, вызывающих неудовлетворительное состояние во­ доприемников, применяют и соответствующие мелиоративные мероприятия (методы регулирования) по проведению водо­ приемников в удовлетворительное состояние. К этим меропри­ ятиям относятся: спрямление русла, увеличение поперечного сечения, расчистка, выправительные работы и устранение под­ поров. На одном и том же водоприемнике могут применять­ ся различные методы регулирования в зависимости от причин неудовлетворительного состояния отдельных участков реки. Ниже приводится краткая характеристика методов регулиро­ вания.

Спрямление русла. Спрямление русла рек производится

с целью увеличения продольного уклона и тем самым увели­ чения скорости движения воды и понижения горизонтов. -

Спрямления должны производиться на тех участках рекщ на которых продольный уклон меньше допустимого. Спрямле­ ния русла могут быть двух видов — решительные -и частич­ ные. Решительные спрямления применяются в случае малых уклонов на значительной части реки, при этом группа изви­ лин заменяется прямым руслом (рис. 53).

121

Частичное спрямление применяется на отдельных извили­ нах, которые заменяются прямыми участками русла (рис. 54). Спрямления следует производить на реках с коэффициентом извилистости русла (отношение длины реки по извилинам к длине ее по прямой) более 1,5, при небольших поперечных сечениях существующего русла и неустойчивых берегах.

Рис. 53. Решительное спрямление русла

В результате спрямлений может быть достигнуто значи­ тельное сокращение длины, а следовательно, и увеличение продольного уклона и скорости. Если например, длина участ­ ка реки сокращается вдвое, то скорость движения воды воз­ растает приблизительно на 42—50% (пропорционально кор­ ню квадратному из уклона), вследствие чего горизонт воды в реке понижается.

Р ис. 54. Частичное спрямление русла

Спрямления могут существенно изменить режим движения воды в русле и в пойме. Предположим, что излучина АВС

(рис. 55) спрямлена, но до спрямления имела уклон меньший, чем прилегающие к ней выше- и нижележащие участки. В этом случае излучина создавала некоторый подпор, который уменьшал скорость воды в вышележащем участке. После спрямления уклон и скорость увеличиваются и движение воды как на спрямлении, так и на прилегающих к нему участках реки может быть равномерным. Если же излучина и приле-

122

тающие к ней участки реки имели приблизительно одинаковые и небольшие уклоны, то на спрямлении уклон и. скорость уве­ личатся, следовательно, здесь будет и меньшая глубина воды. Поэтому в верхней части спрямления образуется кривая спа­ да, на спрямленном участке будет равномерное движение, а ниже спрямления образуется некоторый подпор, следователь­ но, здесь будет иметь место чередование участков с равно­ мерным и неравномерным движениями. Спрямления могут значительно усилить затопление в нижних участках реки, в особенности если участки здесь небольшие. Выше спрямлений затопление будет меньше, так как через них сток воды будет более быстрый.

ния нижних участков пой­ мы регулирование какой-либо части реки необходимо закан­

чивать в том месте, где нижележащая часть реки удовлетво­ рительна.

Направление спрямлений должно быть ггараллельно на­ правлению движения паводковых вод, в этом случае спрямле­ ния будут меньше заноситься илом. Спрямления должны плавно сопрягаться со старым руслом.

Следует стремиться располагать спрямления по местам с плотными грунтами, избегая малоустойчивых грунтов, в осо­ бенности плывунов. При спрямлении рек новая трасса часто пересекает старое русло. В целях создания равномерного дви­ жения воды по всей регулируемой реке рекомендуется старое русло закрывать перемычками, обычно^с верховой стороны староречья.

Увеличение поперечного сечения. Размеры русла можно

увеличить путем уширения и углубления русла или одним уг­ лублением при достаточной ширине и одним уширением при' достоточной глубине. При проектировании поперечного про­

123

филя русла следует стремиться не трогать установившиеся задернелые откосы.

Расчистка русла. Мероприятия по уничтожению раститель­

ности и очистке русла от посторонних предметов могут зна­ чительно понизить уровень воды за счет уменьшения (до 4— 5 раз и более) шероховатости русла и увеличения попереч­ ного сечения.

Всю водную растительность (тростник, камыш, водоросл» и др.) следует удалять вместе с корневищами в целях избе­ жания быстрого вторичного зарастания. Очистка русла при регулировании водоприемников является мероприятием обя­ зательным, но, как правило, недостаточным.

Р ис. 56. Поперечные полузапруды

Выправление русла. Производится в целях увеличения про­

пускной способности русла с помощью устройства поперечных полузапруд (бун) и струенаправляющих сооружений.

Полузапруды (буны) представляют собой дамбы, устраи­ ваемые поперек русла и сопрягаемые с берегом. Конец дамбы,, выступающий в реку, носит название головы (рис. 56). Рас­ стояния между бунами не пре­ вышают четырехкратной дли­ ны буна. В плане буны распо­ лагаются под углом к оси ,рус­ ла (против течения). Головы, располагаются по линии про­ ектируемого русла. В простей­ шем виде полузапруды устра-

Р и с. 57. Продольные дамбы иваются из двухрядных плет­

ней высотой до среднего уров­ ня высоких вод с забивкой между ними торфа или раститель­ ного грунта, как это рекомендует А. Ф.-Печкуров.

Действие полузапруд состоит в том, что между ними про­ исходит отложение наносов и русло реки получается более узким — равным расстоянию между параллельными линиями,, проходящими через головы бун.

Струенаправляющие сооружения (рис. 57) также служат для сужения русла и представляют собой дамбы, устраивае-

124

зные вдоль берегов. Расстояние между этими продольными за-

•борами принимается равным ширине проектируемого русла.

.Для того, чтобы дамбы не препятствовали заходу воды за них и заносу взвешенных частиц, они делаются прерывисты­ ми. Выправительные работы применяются в тех случаях, ког­ да ширина существующего русла более чем в два раза пре­ восходит ширину запроектированного русла. При небольшом сужении русла и небольшой глубине обычно целесообразно лрименять продольные дамбы, в противном случае — попереч­ ные.

Уничтожение подпоров. Борьба с подпором осуществляет­

ся путем сноса подпорных сооружений, уменьшения величины подпора, вывода магистрального канала ниже плотины.

В каждом отдельном случае выбор того или иного способа зависит от экономической его целесообразности и технической возможности. В некоторых случаях горизонт воды оставляют подпертым, а осушение производят с помощью механической

•откачки воды из осушительной сети. В зависимости от при­ чин, вызывающих неудовлетворительное состояние водоприем­ ника, на одной и той же реке могут применяться различные мероприятия по ее регулированию.

4. Материалы, необходимые для составления проекта регу­ лирования реки. Проект регулирования реки — водоприемника должен составляться одновременно и в увязке с проектом ме­ лиорации всей площади, связанной с данной рекой. Ниже при­ водится перечень материалов, необходимых для составления проекта:

1.План реки в масштабе 1 : 2000 или 1 : 1600, часто от­ дельный план реки не составляют, а используют общий план

•объекта осушения, где нанесен и водоприемник. На плане ре­ ки показываются водомерные посты, мосты, плотины и другие сооружения, а также реперы.

2.Продольный профиль реки, по запроектированной трас­

се, в масштабе: горизонтальный 1 : 10 000, вертикальный 1 : 100. На профиле должны быть показаны номера пикетов, расстояния между ними, отметки правого и левого берегов, отметки дна, уровня воды, глубины торфа, характеристика грунта.

3.Поперечные профили рек в масштабе: горизонтальный

1: 200, вертикальный 1 : 100.

4.Карта возможно более крупного масштаба с нанесением водосборных площадей: рек, притоков и проводящих каналов.

5.Гидрологические материалы: осадки, их интенсивность, испарения, температура, графики колебания и повторяемости горизонтов, кривая расходов воды.

6.Геологические материалы по трассе реки с характери­ стикой почвогрунта на глубину до 2—3 м.

125

По указанным материалам проектируют трассу реки в плане, на продольном профиле по этой трассе показываются все проектируемые величины: а) уклон проектного дна реки;

производят гидрологические и гидравлические расчеты, вычис­ ляют объем работ и составляют смету.

5. Другие виды регулирования водоприемников. Выше ра зобраны часто применяемые способы регулирования, направ­ ленные на понижение горизонта воды путем увеличения про-. пускной способности реки. Кроме того, могут иметь примене­ ние и другие виды регулирования.

Разгрузка водоприемника — достигается устройством вдоль

реки отводного канала (рис. 58). Вверху этот канал отходит от реки, а в конце впадает в ту же реку, но в том месте, где река имеет удовлетворительное состояние как водоприемник. В начале и конце канала устраиваются шлюзы А и В, кото­

рыми регулируется расход воды по каналу. Нижний шлюз может подпирать воду в канале и таким образом канал мо­ жет быть использован для орошения. Отводный канал заби­ рает часть воды из водоприемника, поэтому на участке реки АВ расход уменьшается и горизонт воды понижается. Отвод­

ный канал может уменьшить или предохранить прилегающую долину от затопления или подтопления. При благоприятных условиях такой канал может быть устроен и по другую сто­ рону реки.

Разгрузка водоприемника может быть' достигнута устрой­ ством магистральных каналов по обе стороны реки (рис. 59). Эти каналы одновременно с разгрузкой водоприемника могут осушать и пойму реки. Магистральные каналы (разгрузоч­ ные) могут перехватывать и притоки, впадающие в реку. Впуск магистральных каналов делается в ту часть реки, где она имеет достаточную пропускную способность.

В некоторых благоприятных условиях разгрузку реки можно осуществить путем отвода воды в другую, соседнюю реку.

Понижение уровня воды в озерах. Водоприемниками мо­

гут быть озера, а в некоторых случаях и пруды, если они име-

126

ют постоянный отток воды, обеспечивающий требуемое пони­ жение горизонта воды. Высокое стояние воды в водоеме обыч­ но вызывает подтопление прилегающих земель, т. е. является причиной избыточного увлажнения.

В целях борьбы с подтоплением и использования водоемов как водоприемников проектируют понижение горизонта воды, а иногда и спуск всей воды. В мелиоративной практике чаще применяется понижение уровня воды, так как полный спуск, в особенности при глубоких водоемах, часто встречает боль­ шие технические затруднения. Кроме того, при частичном спу­ ске воды сохраняются интересы рыбного хозяйства и водоем не утрачивает своего значения как регулятор стока. При са­ мотечном спуске воды из водоема или углубляется русло су­ ществующего водотока (реки, или ручья), вытекающего из водоема, или устраивается новый водоотводной канал. При большой глубине выемки целесообразно отводить воду труба­ ми с решеткой у входного отверстия или заслонкой для регу­ лирования стока из водоема, а на каналах для этой цели по­ лезны шлюзы. В тех случаях, когда вода из водоема не может быть спущена самотеком, применяется механическая откачка.

Магистральный канал

Магистральный канал

Р и с. 59. Разгрузка водоприемника магистральными каналами

При использовании озер в качестве водоприемников сле­ дует учитывать, что иногда озера расположены на болотах с глубоким торфом. После осушения происходит осадка по­ верхности, в результате чего вода из озера поступает в маги­ стральный канал и подпирает осушительную сеть. Поэтому при проектировании необходимо учитывать осадку торфа.

Устройство водохранилищ. В верховьях рек устраивают

водохранилища, в которых задерживается значительный объ: ем воды, дающий возможность перераспределять во времени стока воды по реке.

При составлении проектов регулирования водоприемников необходимо предусматривать комплексное их использование: для орошения, водоснабжения, лесосплава, рыборазведения, для энергетических, транспортных и других нужд народного хозяйства.

127

Глава V

СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВО ИЗЫСКАНИЙ

Мелиоративный процесс слагается из следующих видов ра­ бот: общие обследования, разработка планового задания, производство изысканий, проектирование, строительство, осво­ ение осушенных земель и эксплуатация. В проектах по осуше­ нию лесных земель разрабатываются все виды указанных работ.

§ 1. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Проектирование может осуществляться в две стадии — технический проект и рабочие чертежи — или в одну ста­ дию — техно-рабочий проект (технический проект, совме­ щенный с рабочими чертежами), по технически несложным, объектам. Министерствам, в случае Очень сложных объектов, предоставлено право поручать разработку нескольких вари­ антов технического проекта с тем, чтобы принять наиболее целесообразный вариант для строительства.

Технический проект является основным документом, в ко­ тором решаются все вопросы строительства (технические и экономические). Он служит для контроля фактического вы­ полнения работ и их стоимости.

Рабочие чертежи разрабатываются на основе технического проекта или техно-рабочего проекта в зависимости от стадии проектирования. В рабочих чертежах окончательно устанавли­ ваются трассы каналов, места постройки сооружений, объемы и стоимость работ и т. д. Для составления рабочих чертежей производится вынос проекта в натуру с разбивкой трасс ка­ налов и строительных площадок сооружений. По рабочим чертежам производится затем и строительство осушительных систем и сооружений.

При отсутствии материалов аэрофотосъемки, на площади более 1500 га, а также на сложных объектах, проектирование

проводится в две стадии: составляется технический проект и после его утверждения составляются рабочие чертежи.

При наличии материалов аэрофотосъемки допускается проектирование в одну стадию на площадях до 5000 га. В

этих случаях на карте располагают осушительную сеть, ис­ пользуя материалы аэрофотосъемки, и по запроектированным трассам каналов производят нивелировку, т. е. совмещают нивелирные ходы с трассами каналов. После нивелировки, в случае необходимости, вносят коррективы в положение канав. На площадях осушения до 1500 га и в несложных условиях

128

проектирование проводится и при отсутствии материалов аэрофотосъемки (в одну стадию). Обычно в состав проекта входит гидромелиоративная, лесохозяйственная и экономиче­ ская части. По виду представляемых материалов проект сла­ гается из расчетно-пояснительной записки- с приложениями (ведомостей объемов работ и смет) и чертежей.

В расчетно-пояснительной записке приводятся: а) место­ положение объекта осушения; б) сведения о проведенных изысканиях и изученности объекта; в) характеристика при­ родных и хозяйственно-экономических условий объекта по ре­ зультатам изысканий (климат, рельеф, гидрография, почвен­ но-геологические и гидрологические условия, лесохозяйствен­ ная характеристика, экономические условия, пути транспорта, описание существующей сети, водоприемников, причины из­ быточного увлажнения и др.); г) описание и обоснование за­ проектированных мероприятий и расчеты (водоприемники, расположение, сети, расстояния между осущителями, элемен­ ты поперечного профиля каналов, расчеты проводящих кана­ лов и регулируемых водоприемников, сооружения на сети, противопожарные мероприятия, дорожная сеть и пр.); д) объ­ емы работы по отдельным видам их; е) способы производства работ; ж) способы эксплуатации систем; з) сметно-финансо­ вые расчеты; и) ожидаемая эффективность и основные техни­ ко-экономические показатели проекта.

В состав чертежей входят: 1) план осушительной сети с горизонталями; 2) план лесонасаждений; 3) продольные про­ фили водоприемников, проводящих каналов и некоторых осу­ шителей; 4) почвенные карты и разрезы; 5) план водосборных площадей и графики их нарастания; 6) схема привязок ре­ перов; 7) чертежи сооружений и др.

При составлении проекта проводится его согласование с заинтересованными организациями. Составленные проекты и сметы утверждаются в установленном порядке.

§ 2. ПРОИЗВОДСТВО ИЗЫСКАНИЙ

Изысканиями называют-комплекс работ (исследований), проводимых с целью получения необходимых материалов для составления "проекта мелиорации.

В состав изысканий могут входить: а) общие лесомелиора­ тивные обследования; б) детальные комплексные изыскания и в) трассировочные работы. Однако в зависимости от стадии проектирования, объема мелиоративных работ, а также от на­ личия имеющихся материалов, характеризующих природные условия объектов мелиорации, объем и состав изыскатель­ ских работ могут быть разными.