9643

10

3.Определяется расход воды, поступающий к одной дрене, и расход воды, поступающий в коллектор. Причём для того, чтобы диаметр труб не был преувеличен и коллектор имел достаточное заполнение, его разбивают на несколько участков. Расчётных сечений магистрального коллектора должно быть не менее двух; число впадающих в него с двух сторон дрен до расчётного сечения – не больше 10.

4.Задаются диаметрами труб и уклонами.

В качестве дренажных труб могут быть использованы: керамические, хризотилцементные, бетонные, железобетонные и поливинилхлоридные трубы. Материал труб выбирают в зависимости от глубины заложения дрены и агрессивности среды.

Бетонные, железобетонные и хризотилцементные дренажные трубы следует применять только в неагрессивных по отношению к бетону воде и грунтах.

Минимальный диаметр дрен принимают 100 мм (из условия возможности прочистки), а для коллектора – 200 мм. Уклоны увязывают с местностью,

обычно Iдр. = 0,003 ... 0,006; Iкол. = 0,001 ... 0,003 [4].

Смотровые колодцы надлежит устраивать по трассе заглубленного дренажа не реже чем через 50 м на прямолинейных участках, а также в местах всех поворотов, пересечений и изменений уклонов дренажных труб. Смотровые колодцы могут быть сборными из железобетонных колец с отстойником (глубиной не менее 0,5 м) и бетонированными днищами [2].

Гидравлические расчёты горизонтальных дренажей включают в себя: определение водоприёмной и водопропускной способности труб, подбор крупности обсыпок. Водоприёмная часть труб горизонтального дренажа устраивается в виде специальных водоприёмных отверстий - круглых или щелевых в стенках (в случае асбоцементных, железобетонных и пластмассовых труб). Необходимо назначить форму и размер отверстий, определить их количество и схему размещения на поверхности трубы. Диаметр круглых отверстий принимают равным 1 - 1,5 см, ширину щелевого пропила - 0,5 - 1 см. В асбоцементных и пластмассовых трубах отверстия просверливают или пропиливают, в бетонных и железобетонных трубах они выполняются одновременно с изготовлением труб. Дренажные обсыпки дренажей подбираются в зависимости от состава дренируемых грунтов в соответствии с

[7].

5. Проверяют правильность выбранных диаметров и уклонов труб. Расчёт водопропускной способности горизонтального трубчатого дренажа выполняется исходя из условия необходимости пропуска всего поступающего в дрену расхода при максимальной глубине наполнения дрены, составляющей не менее: в дренах осушителях - 0,1d, в трубах собирателях - 0,3d, в магистральных коллекторах - 0,5d. При этом дрена не должна работать полным сечением. В трубчатых дренах не следует добиваться полного заполнения их водой, так как максимальная пропускная способность получается при заполнении на высоту 0,95 d , а наибольшая скорость при заполнении на 0,81 d . Практически глубину

заполнения следует принимать не более 0,9 d и не менее 0,6 d . Скорость движения воды в горизонтальных трубах принимается в пределах 0,15 - 1 м/с.

11

Для трубчатых дрен, уложенных в глинистых грунтах, наименьшая скорость движения воды принимается в пределах 0,15 - 0,2 м/с, в песчаных грунтах - 0,3 - 0,35 м/с [7]. Если указанные условия не выполняются, следует соответственно изменить диаметр или уклон дренажной трубы (см. приложение Б).

Данные расчётов и проверки принятых диаметров сводят в таблицу 1.

Таблица 1 – Основные расчётные величины систематического дренажа

Задание приведено в приложении А.

2.2 Головной горизонтальный дренаж

Головной дренаж состоит из дрены, расположенной на границе осушаемой площадки, и рассчитывается на приток воды со стороны водораздела.

В некоторых случаях на величину бокового притока грунтовых вод оказывает инфильтрация, когда водосборная площадь, прилегающая к дрене, сложена из легко проницаемых пород и не имеет водосточной сети.

При проектировании головного горизонтального дренажа необходимо:

-определить приток грунтовых вод к дрене;

-построить депрессионные кривые y=f(x);

-установить диаметры дрены и её уклоны;

-рассчитать число водоприёмных отверстий в виде щелей-пропилов на один погонный метр дренажной трубы;

-предложить конструкцию смотрового колодца.

Исходные данные:

-размер и топография осушаемой территории протяжённостью L вдоль её верхней границы;

-норма осушения hно;

-коэффициент фильтрации K и tg ;

-гидрогеологические разрезы с указанием глубины залегания водоупора H и максимального уровня стояния грунтовых вод (hг.в от поверхности земли).

Порядок проектирования.

1. Выбирают тип головного дренажа (однолинейный или двухлинейный, совершенный или несовершенный) и схему его расположения.

2.При расчётах нагорной дрены учитывают инфильтрацию, если местность, прилегающая с нагорной стороны, имеет легко проницаемый грунт.

3.Определяют радиус влияния дренажа R.

4. Определяют расход грунтовой воды, поступающий в коллектор. При этом дрены-коллекторы разбивают на участки и определяют полный расход

12

фильтрационной воды на них. Выбор длины участка зависит от расходов воды на 1 пог. м, причём на отдельных участках диаметры труб не должны отличаться более чем на 5 … 10 см.

5. Намечают диаметры и уклоны дрен-коллекторов, проверяют их по заполнению и по скорости, а также проверяют высоту выклинивания депрессионной кривой и водозахватную способность дрены (см. приложение Б).

Данные расчётов и проверки принятых диаметров и уклонов сводят в таблицу 2.

Таблица 2 – Основные расчётные величины головного дренажа

Задание приведено в приложении А.

2.3 Кольцевой вертикальный дренаж

Кольцевой вертикальный дренаж применяется при глубоком залегании водоупора и при малой водопроницаемости грунтов. Кольцевые вертикальные дренажи в виде ряда колодцев устраивают для защиты небольших территорий от подтопления безнапорными или напорными водами.

При проектировании кольцевого вертикального дренажа необходимо:

-разместить по контуру осушаемой территории ряд колодцев;

-определить расход всей системы дренажа и отдельных колодцев;

-построить депрессионные кривые;

-разработать конструкцию вертикального колодца и фильтра. Исходные данные:

а) размер (а х в) и топография осушаемой территории; б) норма осушения;

в) гидрогеологические разрезы с указанием глубины залегания водоупора

H и максимального уровня стояния грунтовых вод (hг.в от поверхности земли); г) коэффициент фильтрации грунта.

Порядок проектирования.

1.Вычисляют радиус действия R всей системы дренажа по формуле Кусакина И. П. [4].

2.Определяют фиктивный радиус Х0, предполагая, что колодцы расположены в плане по окружности с радиусом Х0 (радиус круга, равновеликого площади прямоугольника а х в ).

Если величина радиуса действия всей системы дренажа R окажется меньше фиктивного радиуса Х0, длину площадки а делят пополам и расчёт ведут для площадки ((а/2) х в). Для другой половины площадки принимают расчётные данные, полученные в первом случае.

3.Устанавливают предварительный расход кольцевого дренажа.

13

4.Используя формулу захватной способности колодца, подбором определяют необходимое количество колодцев и распределяют их симметрично по контуру площадки. Количество колодцев принимается обязательно чётное.

5.Вычисляют уточнённый расход воды кольцевого дренажа (относительно центра осушаемой площадки и вертикальной оси каждого колодца).

6.Подсчитывают уровни грунтовой воды по группам колодцев, находящихся в одинаковых условиях и составляют схемы следов депрессионной поверхности по характерным сечениям.

7.Проверяют, выдержана ли норма осушения. Если необходимое понижение уровня грунтовых вод на площадке не достигнуто, то изменяют число колодцев и их размещение.

8.Вычисляют мощность насосной установки [4]. Данные расчётов сводят в таблицу 3.

Таблица 3 – Основные расчётные величины кольцевого дренажа

Задание приведено в приложении А.

2.4 Береговой горизонтальный дренаж (обоснование необходимости устройства)

Береговой дренаж защищает прилегающую к водохранилищу территорию от подтопления фильтрационными водами из водохранилища, а также перехватывает грунтовые воды, идущие с нагорной стороны.

При проектировании берегового горизонтального дренажа следует определить:

-подъём уровня грунтовых вод на осушаемой территории при подпоре уровня воды в реке;

-местоположение дрены относительно подпорного уреза воды в реке;

-приток воды к боковой и береговой дренам;

-характер депрессионных кривых;

-диаметры и уклоны бокового и берегового коллекторов.

Исходные данные:

-размер и топография осушаемой территории протяжённостью L вдоль её верхней границы;

-норма осушения hно;

-коэффициент фильтрации K ;

-гидрогеологические разрезы с указанием глубины залегания водоупора H и максимального уровня стояния грунтовых вод (hг.в от поверхности земли).

Заданием расчётно-графической работы требуется:

14

вариант 1 - определить подъём уровня грунтовых вод на городской промышленной территории при подпоре воды в реке и, исходя из величины этого подъёма, и требуемой нормы осушения дать соображения по защите территории от подтопления;

вариант 2 - дать оценку (расчётную) необходимости устройства после создания водохранилища дренажа на территории будущей жилой и общественной застройки.

Варианты заданий приведены в приложении А.

3 Проектирование водоохранных зон водных объектов

Охранная зона – понятие родовое, общее, включающее в себя охранные зоны различных объектов: зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения, водопроводов питьевого назначения, водоохранные и рыбохозяйственные заповедные охранные зоны водных объектов, зоны охраны объектов культурного наследия и другие зоны охраны, определяемые в соответствии с федеральным законодательством.

Установление водоохранных зон водных объектов и их прибрежных защитных полос, проведение недорогостоящих природоохранных мероприятий и установление на территории водоохранных зон и прибрежных защитных полос специального режима хозяйственной и иной деятельности является одной из первостепенных задач по охране и восстановлению поверхностных водных объектов, улучшению их гидрологического режима и санитарного состояния.

Работы по проектированию водоохранных зон и закрепление на местности их границ, проведение комплекса природоохранных мероприятий должны выполняться в соответствии с действующим законодательством.

В соответствии с Водным кодексом Российской Федерации водоохранными зонами являются территории, которые примыкают к береговой линии (границам водного объекта) морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира.

Требуется определить ширину водоохранных зон и прибрежных защитных полос реки N и её притоков. Дать рекомендации по установлению режима хозяйственной и иной деятельности, в том числе установить ограничения деятельности в границах водоохранных зон (общие и дополнительные – в границах прибрежных защитных полос).

Водные объекты задаются руководителем.

При подготовке проекта водоохранной зоны водного объекта необходимо изучение его состояния. В зависимости от вида водного объекта в качестве исходных данных должны быть приведены следующие характеристики:

По рекам:

-географическое и административное местоположение;

-площадь водосборного бассейна;

15

-протяженность основной реки;

-количество и протяженность притоков;

-характер формирования стока;

-характеристика расходов и уровней;

-наличие плотин, прудов, водохранилищ и других гидротехнических сооружений;

-качественная характеристика вод по химическому составу;

-характеристика состояния руслообразующих процессов;

-характеристика околоводной и водной флоры и фауны;

-наличие на реке зон санитарной охраны источников централизованного питьевого водоснабжения, мест нерестилищ, нагула и зимовальных ям рыбы;

-использование водотока для целей рекреации.

По водохранилищам:

-географическое и административное местоположение;

-хозяйственное назначение водохранилища, в т.ч. наличие водозаборов и водосбросов, объём забираемой воды по водопотребителям;

-характеристика подпорного сооружения и его принадлежность;

-водосборная площадь;

-площадь акватории при нормальном подпорном уровне, форсированном уровне и уровне мертвого объёма;

-общий и полезный объем водохранилища;

-наличие мелководий и их площадь;

-характеристика водной флоры и фауны, в т.ч. биоценозов мелководий;

-площадь и интенсивность зарастания и эвтрофирование;

-наличие нерестилищ, нагула и зимовальных ям рыбы;

-динамика изменения берегов (абразионные, оползневые, суффозионные процессы, аккумуляция);

-качественная характеристика вод по химическому составу;

-зоны санитарной охраны источника централизованного питьевого водоснабжения;

-использование в рекреационных целях.

В состав текстовой части отчёта включают:

Введение

1.Природные условия региона

1.1.Климат

1.2.Рельеф

1.3.Геоморфологические, геологические, гидрологические и гидрогеологические характеристики водосборной площади

1.4.Почвы

1.5.Растительный покров

2.Хозяйственное использование территории, прилегающей к водному объекту

3.Характеристика водного объекта

4.Основные положения по установлению водоохранной зоны водного объекта и его прибрежной защитной полосы

4.1.Установление водоохранной зоны

16

4.2.Установление прибрежной защитной полосы

4.3.Особенности установления водоохранной зоны водного объекта

иего прибрежной защитной полосы в городах

идругих населённых пунктах

4.4.Установление границ водоохранных зон и границ прибрежных защитных полос водных объектов на местности

5.Рекомендации по установлению режима хозяйственной и иной деятельности в водоохранной зоне

6.Мониторинг водных объектов в части наблюдений за состоянием и режимом использования водоохранных зон

Заключение

Графическая часть – включает обзорную карту.

Обзорная карта проекта установления водоохранной зоны и прибрежной защитной полосы водного объекта составляется на плановой основе масштаба 1:200000 - 1:50000 или в масштабе карты административного деления субъекта Российской Федерации. Рабочая часть карты ограничивается водосборной площадью бассейна водного объекта.

На карте отображаются:

-синим цветом: гидрографическая сеть (линии и названия рек, ручьев, озер, водохранилищ, болот, моря);

-коричневым цветом: границы бассейна реки (озера, водохранилища и

т.д.);

-черным цветом: границы республики, области, административных районов, землепользований, названия районов, землепользований, дороги общего пользования, места расположения населенных пунктов и их названия, а также границы территорий, прилегающих к водным объектам, на которых решениями органов исполнительной власти установлен специальный режим использования земель, вод, лесов и др.;

-красным цветом (внемасштабно): сплошной линией границы водоохранной зоны и пунктиром - прибрежной защитной полосы, места расположения участков залужения пашни, залесения, посадки защитных лесонасаждений, строительства берегозащитных гидротехнических сооружений, выноса или обвалования строений и др.

Границы водоохранной зоны вычерчиваются внемасштабно сплошной линией толщиной 0,5-0,8 мм вдоль водного объекта на расстоянии 4,0-5,0 мм от изображения береговой линии или водотока, прибрежной защитной полосы - линией толщиной 0,3 мм на расстоянии 1,5-2,0 мм от береговой полосы или водотока.

На карте отображаются места размещения специальных информационных знаков - кружком диаметром 0,5 см красного цвета, с указанием рядом его порядкового номера (в числителе) и расстояния знака от границы водного объекта (в знаменателе). Рекомендуется единая нумерация мест постановки знаков: для рек - снизу вверх по течению, сначала по одному берегу, затем продолжение по другому.

На используемой плановой основе таблично приводятся:

17

-экспликации земель в водоохранной зоне и прибрежной защитной

полосе;

-площади земель, рекомендуемых под залужение, посадку прибрежных лесных насаждений и другие мероприятия;

-условные обозначения и штамп.

Материалы «Водоохранные зоны и рыбохозяйственные заповедные зоны» вместе со всеми нормативными документами, необходимыми для выполнения второй части практических работ, приведены в приложении В.

4 Задания на выполнение практических работ

Расчётно-графическая работа "Проектирование дренажей и водоохранных зон водных объектов" состоит из двух частей. В первой части требуется рассчитать различные системы дренажей: горизонтального систематического, головного горизонтального. Во второй части – запроектировать охранные зоны водных объектов (водоохранные и прибрежные защитные полосы).

Первая часть расчётно-графической работы, выполняемая по индивидуальным заданиям, оформляется в виде текстовой части в соответствии с требованиями к выполнению текстовых документов (ГОСТ Р 2.105-2019 [8]).

Вторая часть расчётно-графической работы, выполняемая по подгруппам из 5 – 7 студентов с одним заданием на подгруппу, оформляется в виде текстовой части и графической части на листе формата А2 в соответствии с требованиями к выполнению текстовых документов [8] и требованиями к проектной и рабочей документации для строительства (ГОСТ Р 21.101-2020 [9]).

Вкачестве практических заданий предусматривается обоснование устройства берегового дренажа и расчёт кольцевого вертикального дренажа.

Состав типового задания: топографическая карта; разрез с указанием инженерно-геологических и гидрогеологических условий; физико-механические свойства грунтов.

Текстовая часть оформляется на стандартных листах бумаги с необходимыми чертежами и вспомогательными расчётными схемами. Каждый чертёж, таблица или график должны располагаться в тех местах текстовой части, где они необходимы по ходу выполнения расчётов и изложения содержания. Все страницы должны быть пронумерованы. В конце каждой из частей расчётнографической работы должен быть приведён библиографический список, включающий источники, использованные в процессе выполнения.

Вприложении А приведены бланки задания на выполнение расчётнографической работы и исходные данные для проектирования или обоснования горизонтального систематического, головного горизонтального, берегового горизонтального и кольцевого вертикального дренажей вместе с комплектом индивидуальных заданий. В приложении Б приведены материалы (в виде выдержек из различных источников), необходимые для выполнения расчётов дренажей.

Вприложении В приведены материалы «Водоохранные зоны, прибрежные защитные полосы, рыбохозяйственные заповедные зоны» для выполнения второй части расчётно-графической работы.

18

Библиографический список

1. СП 116.13330.2012. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения : свод правил : издание официальное : утвержден приказом Минрегиона России 30.06.2012 № 274 : актуализированная редакция СНиП 22-02-2003 : дата введения 1 января 2013 года : редакция от 30 декабря 2020 года . – URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 04.02.2023). – Режим доступа : КонсультантПлюс. Технические нормы и правила. ВерсияПроф (ННГАСУ). – Текст : электронный.

2. СП 104.13330.2016. Инженерная защита территории от затопления и подтопления : свод правил : издание официальное : утвержден приказом Минстроя России 16.12.2016 № 964/пр : актуализированная редакция СНиП 2.06.15-85 : дата введения 17 июня 2017 года : редакция от 23 декабря 2020 года . – URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 04.02.2023). – Режим доступа : КонсультантПлюс. Технические нормы и правила. ВерсияПроф (ННГАСУ). – Текст : электронный.

3.Справочник по гидравлическим расчётам / под. ред. П. Г. Киселева. – Москва : Энергия, 1974. – 312 с. – Текст : непосредственный.

4.Грацианский, М. Н. Инженерная мелиорация / М. Н. Грацианский. – Москва : Изд-во литературы по стр-ву, 1965. – 262 с. – Текст : непосредственный.

5.Правдивец, Ю. П. Инженерно-мелиоративные сооружения / Ю. П. Правдивец. – Москва : Изд-во АСВ, 1998. – 208 с. – Текст : непосредственный.

6.Абрамов, С. К. Подземные дренажи в промышленном и городском строительстве / С. К. Абрамов – Москва : Изд-во литературы по стр-ву, 1967. – 239 с. – Текст : непосредственный.

7.Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях : справочное пособие к СНиП. – URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 04.02.2023). – Режим доступа : КонсультантПлюс. Технические нормы и правила. ВерсияПроф (ННГАСУ). – Текст : электронный.

8.ГОСТ Р 2.105-2019. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам : национальный стандарт Российской Федерации : утвержден и введен в действие Приказом Росстандарта от 29.04.2019 № 175-ст : дата введения 1 февраля 2020 года (перенесена на 1

февраля 2021 года) : редакция от 30 декабря 2020 года . – URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 04.02.2023). – Режим доступа : КонсультантПлюс. Технические нормы и правила. ВерсияПроф (ННГАСУ). – Текст : электронный.

9. ГОСТ Р 21.101-2020. Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации : национальный стандарт Российской Федерации : утвержден и введен в действие Приказом Росстандарта от 23.06.2020 № 282-ст : дата введения 1 января 2021 года. – URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 04.02.2023). – Режим доступа : КонсультантПлюс. Технические нормы и правила. ВерсияПроф (ННГАСУ). – Текст : электронный.

19

ПРИЛОЖЕНИЯ