> Техника, страница 76 > Регулирование рек
Регулирование рек
Регулирование рек, мероприятия, преследующие цели улучшения судоходных условий рек путем увеличения судоходной глубины или разрешения культурных задач силового, сельского и городского хозяйства при одновременной защите берегов от разрушительного действия воды. Об общих принципах, и-рых придерживались нек-рые специалисты при работах по Р. р., см. Выправление рек.
1. Задача Р. р. В речном строительстве приходится решать две основные задачи: а) достижение достаточной глубины на судоходных реках во всех случаях, когда глубина реки играет решающую роль; б) достижение равномерного расхода воды для e>j использования на водосиловых установках и для целей водоснабжения населенных мест и с.-х. угодий. При’ разрешении первой задачи приходится считаться гл. обр. с той силой, к-рая влечет наносы. Регулирование движения наносов возможно лишь при неравномерном распределении потоков в разных частях реки. Скорость течения должен быть уменьшена в пределах плесов для их обмеления и увеличена в остальных частях русла с целью углубления мелких мест; этим достигается желательное выравнивание дна реки. Способность реки к влечению наносов выражается величиной
S=yIR; (1>
$—сила влечения наносов (кг 1м2); γ—уд. в воды (кз/ж3); I—уклон русла реки; R—гид-равлич. радиус (ж). Предельная сила влечения, при которой влекомые наносы начинаютоса-ждаться, примерно на 30% меньше той предельной силы влечения, при к-ройнаносы только что приходят в движение; разность между этими двумя предельными силами влечения тем меньше, чем равномернее и однообразнее зерна грунта, образующего ложе реки; указанная разность больше, если ил связывает зерна наноса. Наносы приходят в движение тем легче, чем мельче, легче и более округлены их зерна и чем на более мелкозернистом грунте они покоятся. Различные группы дна реки начинают приходить в движение при следующих предельных силах влечения S0: обыкновенный кварцевый песок 0 0,2—0,4 миллиметров при $0=0,184-0,20 килограмм!м2, 0 0,4—1 миллиметров при $0== 0,254-0,30 килограмм/м2 и 0 до 2 миллиметров при S0= 0,40 килограмм/м2; круглый кварцевый гравий 0 0,5—
1,5 сантиметров при S0= 1,25 килограмм/м2; глинистый грунт при $0=1,04-1,2 килограмма/м2; кварцевый хрящ 0 4—5сж при Sq — 4,8 килограмм]м2; известковый плитняк толщиной 1—2 сантиметров и длиной 4—6 сантиметров при £0=5,6 килограмм!м2. Согласно формуле (1) для выравнивания дна реки необходимо на перекатах увеличивать величину S, а следовательно и IR, а в плесах уменьшать, причем незначительное уменьшение уклонов в плесах русла при большой их длине делает возможным увеличение уклонов на перекатах. Так как движение наносов зависит от величины живой гпр 2
силы воды -γ-, а следовательно существенно от скорости v, то сужением реки в соответствующих местах можно увеличить скорость v, а вследствие этого и глубину реки, имея в виду, что
Τ<Ι=φ(ν)=%, (2)
где v—средняя скорость речного потока и с— коэф. Шези. Выравнивание дна реки путем ли перераспределения естественных уклонов ре
ки или путем изменения поперечных сечений ее следует производить с использованием живой силы потока даже при наличии землечерпательного каравана. Живая сила потока принимает участие в выравнивании дна реки, независимо от регулировочных работ, во время стояния среднего уровня до мелкородья, когда на перекатах происходит размыв, а в плесах намыв наносов (фигура 1). Если при искусственных изменениях дна стремятся иметь постоянное русло, прибегая к землечерпательным
Ί. Э. т. XIX.
работам, то образующий русло уровень воды может изменяться, но объём наносов в общем должен оставаться без изменения. При постоянном русле его уклоны, среднее поперечное сечение и средний смоченный периметр должны находиться в правильных соотношениях с устойчивостью ложа реки. Регулировочными работами должно быть по возможности достигнуто осаждение наносов в определенных местах, с тем чтобы после каждого половодья (смотрите) ложе реки оказывалось в том же положении. Меры, принимаемые в целях Р. р., зависят от характера реки или данного ее участка и от ее назначения. Для несудоходной реки, например горной, регулирование будет заключаться в защите района от наводнений, от заболачиваний или от силь
ного понижения уровня грунтовых вод, считаясь при этом и с необходимостью предохранения реки от занесения галькой и валунами. На судоходных реках следует стремиться к получению правильного поперечного сечения реки и равной глубины воды по сечению. На фигуре 2 изображен судоходный участок реки с тремя различными профилями; линии ММ и MLMj ограничивают средний уровень воды, соответствующий среднему горизонту воды в летнее время и представляющий собой вегетационную границу; R и R означают временные отложения наносов (отмели). В действительности река не будет иметь столь правильные очертания, как
они показаны на фигуре 2; поток будет более прижиматься то к одному, то к другому берегу (фигура 3). Отрегулированная река должна в конечном результате иметь надлежащую ширину и глубину; мешающие песчаные отмели и неправильности в изгибах реки должен быть устранены; острова должен быть соединены с берегом; берега необходимо защитить от разрушительного действия воды; населенные места и поля должен быть предохранены от наводнений (смотрите). Выполняя все эти работы, следует однако остерегаться резких насильственных наруше ний режима рек, памятуя,что этим может быть причинен вред другим участкам реки. В настоящее время практика выработала для этих работ некоторые руководящие правила, нарушать которые безусловно вредно. Правила эти (по Энгельсу) следующие: а) при всех строительных работах по Р. р. необходимо тщательно выявить все свойства данного потока
с тем, чтобы приспособить к его особенностям возводимые сооружения; б) необходимо съемками зафиксировать повреждения русла и берегов и выяснить причины, вызвавшие эти повреждения, с тем чтобы воздействовать на таковые; в) текучая вода должна при высоком уровне причинять возможно меньше вреда, а при низком (меженнем) уровне—возможно больше пользы; г) надлежит избегать насильственных вмешательств в существующее положение, приспосабливаясь к данным обстоятельствам; исключение составляют случаи разделения реки на рукава у менее значительных потоков, когда такое разделение должно во всяком случае устраняться; д) общее увеличение движения наносов встречается в редких случаях; при этом выступающие при меженнем горизонте на поверхности мели не служат признаком недостаточно ин по аб тенсивного движения наносов;
е) вычерпыванием грунта землечерпалками не достигается полного регулирю-вания реки; землечерпание не устраняет причины образования мелей; ж) в судоходных реках устройству выправитель-ных сооружений должно предшествовать землечерпание, в виду того что правильно исполненные регулировочные работы содействуют сохранению глубины, полученной землечерпанием; з) внезапные уменьшения скорости вредны, в виду чего прибегают к изменению поперечного сечения путем возведения специальных сооружений; и) при образовании чрезмерно глубоких ям в русле, от каких бы причин они ни происходили, надлежит всегда стремиться к укреплению дна и заполнению ям,
2. Регулирование горных пото-к о в Регулирование бурных потоков имеет целью значительное уменьшение размыва берегов или осаждение наносов на тех местах, где они могут лежать, не причиняя каких-либо неудобств. Береговые склоны, заросшие лесом и мелкими растениями, в нормальных условиях мало подвержены размыву и требуют укрепления лишь в особо крутых местах. Склоны жз бзрэга, не покрытые растительностью, и вообще все сильно размываемые места
Фигура 5.
его должны быть тщательно укреплены. С этой целью склоны обрабатывают уступами, уменьшающими живую силу стекающей воды. Не меньшую заботливость проявляют в отношении дна горного потока, подверженного размыву, причем иногда в значительной степени. Размыв дна в данном случае парализуется путем устройства ряда-запруд, сооружаемых из дерева (фигура 4), камня (фигура 5) или смешанного типа в виде деревянных клеток, заполненных камнями (фигура 6). В каждом отдельном случае надлежит решить, в зависимости от наличия тех или иных местных материалов,
рабочей силы и транспортных средств, какому типу сооружений следует отдать предпочтение в отношении его экономичности и долговечности. Наиболее же целесообразными являются каменные сооружения, особенно если учесть, что самая постройка подобных сооружений не требует больших затрат, но эксплуатонные расходы поглощают значительные средства. Запруды не всегда в состоянии задерживать наносы, особенно ливневых потоков, образующихся во время сильных ливней, при половодье и в период таяния снегов. Эти ливневые потоки несут с собой с значительной быстротой каменные обломки, запруживающие в особо неблагоприятных случаях горный поток. Для борьбы с ливневыми потоками, являющимися причиной наводнений, иногда весьма значительных, распределяют искусственно уклон горного потока на ряд крутых уступов, чередующихся с пологими участками (фигура 7). Сооружение запруд и укрепление русла горных потоков и склонов гор рассчитаны на регулярные паводки и половодья, при ливнях же исключительной силы и продолжительности эти мероприятия теряют свое значение. То же можно сказать и про леса; последние удерживают воду при особенно сильных ливнях весь
э -Ш
Фигура 7.
ма незначительно. Помимо леса действуют задерживающим образом также дренированные и осушенные луга и торфяники, а также болота, лежащие на плоскогорьи; болота эти в * естественном состоянии пропитываются водою и отдают ее только мало-по-малу. На ближайших к горному потоку местах, подвергшихся сплошной вырубке леса, надлежит сажать кустарники и деревья, причем в первую очередь таким путем надлежит укреплять непрочные склоны гор. Значительно более опасной, чем размыв обломков пород на склонах гор, является трещиноватость больших морен, про питывающихся водою и медленно сползающих вниз. Чтобы избежать движения наносных холмов обломков пород, в пределах этих холмов соединяют все рукава ручья и предупреждают выступление его из берегов, а также просачивание воды через ложе потока; с последней целью покрывают русло бетонной одеждой или плотно уложенной каменной мостовой (фигура 8 и 9).
3. Регулирование несудоходных рек. К несудоходным рекам относятся все горные реки и все малые реки, не приспособленные 1с пропуску судов. Работы на этих реках сводятся к обеспечению интересов рыбоводства, земледелия, промышленности, городского и гидросилового хозяйств. Главной заботой поэтому будет защита этих рек от разрушительных наводнений и заболачиваний и создание условий для правильного и непрерывного передвижения наносов. В местах, где река подвержена постепенному за-. несению наносами и нуждается поэтому в увеличении ее способности очищаться от таковых, прибегают к устройству соединительных прорезей с целью спрямления реки, учитывая при этом то влияние, которое окажут эти прорези на остальные участки реки выше и ниже спрямленного участка. Результатом увеличения уклона на новом участке являет
ся изменение уклона в сторону его увеличения выше, а иногда и ниже этого участка, а это влечет за собой в свою очередь сильный размыв русла и понижение уровня воды выше и ниже места спрямления. Уклоны могут быть сглажены путем устройства плотины в низменной части. В то время как в условиях заболачивания понижение уровня воды в реке может принести известную пользу, в других случаях такое понижение может оказаться невыгодным и даже вредным. При достаточной силе течения спрямление может быть произведено с использованием живой силы потока. В этом случае сначала выкапывают насухо узкий канал (фигура 10) глубиною, равной проектной глубине. В верхней части канал отделяют от реки перемычкой, которую снимают после окончания выкопки канала и при высоких уровнях воды. Устремившаяся в канал вода производит размыв его стенок и образует в короткий срок новое русло. В то же время происходит занесение наносами старого рукава, скорость течения в котором будет постепенно замедляться. На местах намеченных ^берегов спрямленного участка
*9
укладывают штабели камня с расчетом, что после достаточного размыва канала они обвалятся и образуют укрепление берега. При слабом неустойчивом грунте канал выкапывают насухо и укрепляют мощением. Для большей устойчивости русла его трассируют по изогнутой линии, подводя канал к вогнутому берегу. Если уклон реки, а следовательно и скорость течения недостаточны, то канал отрывают па всю расчетную ширину.
В Баварии, где были произведены очень интересные опыты по регулированию горных рек, имеют силу по настоящее время следующие обязательные правила, а) У рек с возвышенными берегами должна быть сохранена вогнутая форма берегов, б) Даже на прямых участках следует по возможности направлять ось потока около одного из берегов,
в) Для Р. р. в плане следует предоставлять размыву выступы берегов, направляя ось потока по возможности близко к вогнутым частям берега, г) Особое внимание следует уделять существующим сооружениям, постройкам и укрепленным участкам берегов, д) При необходимости оставить прежние берега (вследствие слишком большой неправильности реки) следует ось потока направлять вдоль островов, неподвижных мелей и выбоин мелких мест русла, посколько это не вредит соответствующему регулированию русла реки, е) Горные реки с сильным уклоном надлежит направлять прямо или почти прямо лишь в том случае, если регулирование преследует цель осушения болот на большом протяжении реки,
ж) Во всех остальных случаях в интересах сел. х-ва, а также для большей сохранности береговых укреплений и ради удешевления содержания их в исправности следует избегать слишком сильного понижения уровня воды в реке, з) Вновь проектируемые спрямления реки должны намечаться с таким расчетом, чтобы с их введением не произошло увеличения и без того больших уклонов, и) Очертание больших рек следует назначать в виде- извилистой линии с возможно более правильными кривыми, к) Если река протекает по склонам, водонепроницаемые слои которых выводят на поверхность грунтовые источники, или же вообще по склонам, по которым стекают потоки грунтовых вод, то не рекомендуется производить работы по Р. р. на таких склонах, т. к. вследствие недостаточной устойчивости они зачастую подвержены обвалам, л) Перенесение вновь пролагаемого русла, в долину дает возможность превратить наносные земли, которые нагромождаются между рекой и высоким берегом, в плодородные луга; при этом обыкновенно используются и воды, стекающие со склонов.
Русло половодья не следует уменьшать во избежание увеличения размыва. Целесообразно соединять несколько рукавов реки в один, что влечет часто увеличение скорости передвижения наносов, выгодное, если движение наносов происходило слишком медленно. На передвижение наносов оказывают большое влияние постоянные потери воды в реке как естественные—вследствие фильтрации вод^ в грунт и прочих причин, так и искусственные—при заборе воды для целей водоснабжения, для питания судоходных каналов и прочего. Вследствие уменьшения расхода воды ниже места забора ее происходит понижение уровня воды, уменьшение силы влечения наносов и отложение их со всеми вредными последствиями. Во избежание этого уменьшают поперечное сечение реки ниже места забора воды, руководствуясь тем, чтобы новое поперечное сечение было достаточно для пропуска максимально возможного в данном случае расхода воды и чтобы передвижение наносов было урегулировано.
4. „Регулирование судоходных р е к. При регулировании судоходных рек соблюдаются те же требования, которые предъявляются при регулировании несудоходных рек; кроме того возникает еще новое требование о закреплении определенной минимальной глубины. Для разрешения этой трудной задачи следует руководствоваться главным правилом речного строительства, заключающимся в том, чтобы не производить каких-либо изменений, не соответствующих характеру и особенностям данной реки. Нерегулированная река отличается резкими колебаниями уклона, зависящими от рода грунта и топографии местности. Очень рисковано и нерационально производить какие-либо изменения уклона на большом протяжении реки. Однако в пределах отдельных участков с глинистой, песчаной и иной почвой, при условии ненарушо-ния общего уклона на всей длине участка, можно попытаться изменить местную разницу уклона в пределах одной главной части участка, но с тем, чтобы это изменение носило постоянный характер; при этом не следует пытаться совершенно выравнять уклон на таком участке. Решающим для условий судоходства фактором являются перекаты, причем плесы имеют значение, посколько они находятся в известной взаимной связи с перекатами. Па перекатах необходимо обеспечить более сильное течение, чем в плесах. Уклон на перекатах уменьшается в связи с уменьшением скорости течения воды только в тех реках, в которых не происходит значительного передвижения наносов. Выравнивание уклона в остальных случаях может оказаться опасным. Для выравнивания же силы влечения наносов, наоборот, потребуется в отдельных местах даже увеличить разницу уклонов. Не надо однако допускать сколько-нибудь значительного понижения уровня воды над перекатами, так как это может повлечь за собой понижение уровня воды выше по течению и такое обмеление других перекатов, что взамен улучшения получится ухудшение судоходного состояния реки. Целесообразным поэтому является во многих случаях предварительное закрепление достигнутой глубины над перекатами путем устройства донных запруд выше и ниже мелкого места. Во всяком случае до начала регулировочных работ надлежит тщательно определить свойственные реке уклоны на плесах и перекатах, имея в виду, что для каждого радиуса изгиба при данных свойствах берегов река имеет особый свойственный ей уклон. На практике приходится задаваться ограниченным числом уклонов в виду трудности работы с большим числом различных уклонов. В отношении изменения положения реки в плане следует иметь в виду, что трассировка нового очертания русла связана с выявлением новой формы этого русла. Поэтому следует найти для плесов и перекатов образцовые поперечные сечения. Поперечное сечение представит собой наиболее постоянную форму в том случае, если течение при всех уровнях воды в данном поперечном сечении лишь незначительно изменит свое направление. Для больших рек можно ограничиться требованием, чтобы направления течения при высоком и среднем горизонтах по возможности совпадали. Сила влечения нано-
ма ограниченного числа задач. Во всех же случаях решающее значение имеют величины, выведенные из наблюдений участков реки, предназначенных для регулирования.
Вновь образованные поперечные сечения реки надлежит закрепить путем укрепления берегов по- типу, выбранному специально для данного случая. На излучинах надлежит уменьшать глубину ям у вогнутой стороны и сносить песчаные мели с приданием берегу большей крутизны у выпуклой стороны реки. Глубину ям уменьшают донными перемычками с засыпкой промежутков между ними. На изогнутых участках следует избегать уменьшения ширины; на промежуточных, наоборот, приходится б. ч. уменьшать ширину.
5. Отдельные приемы Р.р. Сюда“ относится: спрямление рек, выправление рукавов, перемещение устья притоков и раздвоение реки. It спрямлению приходится прибегать в тех случаях, когда имеются изгибы большой кривизны, препятствующие судоходству. Т. к. неправильное расположение спрямлений вредно отражается на режиме реки и может угрожать судоходству, то необходимо сугубое внимание по всем вопросам, связанным с этим способом регулирования рек; он приводит иногда к непрерывным землечерпательным работам. Поэтому надлежит заранее взвесить, не следует ли устроить на спрямлении шлюз (смотрите), предоставив реке течь по старому руслу. При таком спрямлении со шлюзом представляется возможным при известных условиях н значительной длине излучин (в несколько км) использовать энергию воды. Что" касается способа выполнения работ по спрямлению русла реки,.то условие непрерывности судоходства требует сооружения спрямленного участка реки до полных проектных размеров, не прибегая к использованию живой силы потока, во-первых, потому, что скорость воды обыкновенно на судоходных реках недостаточна, чтобы в короткий срок образовать новое русло, а, во-вторых, потому, что уменьшение расхода воды в старом рукаве повлекло бы за собой прекращение судоходства на время работ. По окончании работ спрямление м. б. открыто для пропуска воды. Отрывкам, б. произведена насухо, при искусственном понижении уровня грунтовых вод, или при помощи экскаваторов. При незначительной длине спрямления канал должен быть глухим с обоих концов, в противном случае он м. б. глухим лишь в верхней своей части. Когда канал глухой с обоих концов, при понижении уровня грунтовых вод при помощи рва, вода перекачивается в реку через дамбы при помощи насосов. После того как произведена отрывка спрпмительного капала и выполнены работы по укреплению берегов, а если нужно, то и по укреплению подошвы канала путем устройства донных перемычек, разбирают в период половодья верхнюю замыкающую дамбу. Приток воды в спрямительный канал усиливается путем сооружения бунообразных дамб аb, cd в старом речном рукаве (фигура 12). Нафигура 13 представлено спрямление р.Вислы у Шивенгорста с показанием валов или береговых дамб (смотрите), ограничивающих русло высоких вод.
Выправление рукавов находится в зависимости от размеров реки и плавающих по ней судов. На больших реках разделение на рукава может не оказывать влияния на судоходство, на малых же такое разделение может иметь вредные последствия для судоходства. Поэтому стремятся обыкновенно к упразд-
Фигура 12.
сов будет действовать при этом в одном и том же направлении. Сильные отклонения от этого направления имеют место при неправильном образовании русла половодья и прежде всего при слишком большой ширине его. В последнем случае приходится при помощи обвалования ограничивать русло высоких вод настолько, чтобы удалось отвести высокие воды по направлению течения, имеющему место при среднем горизонте воды, избегал при этом слишком сильного подпора воды, опасного для обвалования. Берега русла высоких вод долж-ны иметь правильное очертание во избежание размывов, увеличивающих количество наносов. Для того чтобы улучшить поперечные
сечения изменяют очертание изгибов реки путем срезывания или смягчения слишком крутых изгибов.
Когда из судоходной реки производится забор воды для водоснабзкения или других целей, то прибегают к уменьшению поперечного сечения ее ниже места забора воды, причем к требованиям, предъявляемым в таком случае к несудоходной реке, добавляется еще требование, чтобы при соответствующем ширине потока низком горизонте воды была обеспечена необходимая для судоходства глубина. Кроме того зкелатольно, чтобы уклон поверхности воды при различных состояниях потока колебался только в очень небольших пределах и чтобы скорость на данном участке не превышала значительно скорость на прилегающих участках. Чтобы удовлетворить всем перечисленным условиям, приходится новое поперечное сечение проектировать для особо характерного уровня воды, например для уровня, регулярно уносящего осадки: уровень этот соответствует уровню, образующему русло реки. На фигуре 11 приведен пример стесненного поперечного сечения реки ниже места забора воды для силовой установки.
Для регулирования большого участка реки предварительно надлежит произвести опытные работы на пробном участке реки, чтобы путем испытания и измерений выявить рациональное поперечное сечение реки. По Фран-циусу чисто теоретич. путем нельзя достигнуть положительных результатов, т. к. в ана-литич. выражения введено много допущений и упрощений, в виду чего выведенные ф-лы имеют мало общего с действительностью и могут поэтому найти применение лишь для весь-
ным, то в большинстве случаев возводит выше или ниже рукавов разделяющие сооружения (фигура 14), преследующие цели регулирования расхода воды выше рукавов" и направления потоков воды ’ в одну сторону ниже рукавов. Разделяющие сооружения доводят до теоретич. точки раздела—той точки, в которой ширина обоих рукавов вместе равна ширине неразделенного потока. Разделяющие сооружения в виде дамб пони-
жаются постепенно и переходят в ложе реки, а в сторону острова между рукавами соответственно расширяются. При уничтожении разделения реки на рукава у нижнего конца упраздняемого рукава сооружают заграждающую дамбу (смотрите), что влечет за собой сильное занесение рукава.
Для усиления занесения упраздняемого рукава наносами м. б. возведены дамбы в нескольких сечениях, причем в этом случае дамба м. б. сделана менее широкой. Когда дамба возводится сразу на полную высоту, то следует иметь в виду возможность извлечь землечерпанием достаточное количество земли для заполнения рукава. Верхнее ответвление упраздняемого рукава частично закрывается разделяющей дамбой, сооружаемой столь высокою, чтобы вода при мешеннем и среднем горизонтах правильно стекала к судоходному-рукаву (фигура 15). При работах по закрытью рукава необходимо иметь в наличности достаточное число землечерпательных снарядов, необходимых для одновременного расширения и углубления судоходного рукава в период производства работ, когда возможно вре-менпое ухудшение судоходных условий вследствие дви-
Фигура 15. Фигура 16.
жепия песков, до этого лежавших неподвижно. Упразднение рукава приносит впоследствии существенную пользу судоходству.
Перемещение устья притока производится в тех случаях, когда устья двух притоков с обеих сторон реки сходятся приблизительно в одной точке или когдаустье притока направлено по касательной к главной реке. В первом случае одно из устьев перемещается. Когда уклон притока больше уклона главной реки, как это бывает в большинстве случаев, то возможно переместить устье вверх по течению реки. Во втором случае устье перемещают так, чтобы главная река образовала с притоком угол в 20—25°. Вообще следует обращать внимание па то, чтобы притоки впадали в главную реку без значительного расширения поперечного сечения главной реки. Образующиеся ниже впадения притока или побочного рукава песчаные мели должен быть обезврежены; на больших реках эти мели частично уносятся в период половодья; на небольших реках их периодически удаляют землечерпанием (смотрите).
К раздвоению реки прибегают тогда, когда по естественному руслу невозможен проход судов, как этонапример бывает на порогах (смотрите). В этом случае сооружают обходный канал со шлюзом на конце его (фигура 16) и притом так, чтобы течение реки не изменилось. Движение судов происходит по этому каналу через камерный шлюз (смотрите). Если по каким-либо соображениям не представляется возможным построить обходный канал, то приходится^ прибегать к сооружению плотины со шлюзом поперек реки (фигура 17) с тем, чтобы поднять уровень воды достаточно высоко над порогами и использовать в то же время этот подъем воды для гидросиловой установки.
6. Типы регулирующих сооружений. Регулирующие сооружения м. 0. разделены: а) на неподвижные водостеспительные сооружения, б) на подвижные водостеенительные приспособления и в) на различного рода укрепления берегов и дна потока. К первому виду регулирующих сооружений относятся буны (смотрите), дамбы (смотрите), донные запруды (смотрите). Все эти сооружения строятся непосредственно в воде на основании. к-рое изменчиво само по себе или изменяется под влиянием произведенных работ; это обусловливает применение камня и фашин, то есть таких материалов, которые можно ссыпать или погружать. Более целесообразными в данном случае являются каменные сооружения, которые более прочпы, чем фашины; непрочность последних особенно сказывается в реках, несущих большое количество наносов. Ко второму виду регулирующих сооружений принадлежат все временные подвижные приспособления в виде погружаемых деревьев, различных подвесных приспособлений и подвижных заграждений (смотрите), преследующих цель отложения около них наносов. Третий вид регулирующих сооружений в виде разнообразных укрепительных приспособлений имеет назначением защитить берег (смотрите Берегоукрепительные работы) и дно реки от разрушительного действия потока. Все места новых отложений наносов, являющиеся результатом возведения новых водостеснительных сооружений, по достижении желаемой цели должен быть защищены соответствующими укреплениями. Большинство регулирующих
сооружений рассчитывается на межепний уровень воды, т. к. в этот период времени судоходство нарушается более всего. На выпуклых берегах реки б. ч. применяются б у и ы, а на вогнутых—п родольные дамбы. При таком расположении указанных регулирующих сооружений получается желательное углубление русла и выравнивание поперечного сечения реки. По сравнению с продольными дамбами буны обходятся дешевле как в отношении их возведения, так и в отношении их содержания. Кроме того буны м. б. легко изменены по длине путем их укорочения или удлинения, между тем как продольные дамбы в случае необходимости изменения их положения должен быть снесены и возведены вновь. С другой стороны, буны в процессе выправления реки представляют меньше удобств для судоходства, нежели продольные дамбы, которые к тому же регулируют реку тотчас же по их возведении. Буны представляют хорошую защиту лишь в том случае, когда они далеко выступают в реку,образуя длинные заводи между собой. Поэтому буны надлежит возводить лишь там, где они могут иметь достаточную длину. В зависимости от характера реки буны на одном берегу располагают друг от друга в расстоянии, равном двойной новой ширине реки или равном ординарной новой ширине реки. К первому способу прибегают, когда можно рассчитывать на быстрое занесение промежутков между бунами. По частичном занесении этих промежутков возводят на них промежуточные буны; эти работы приходится производить на небольшой глубине, вследствие чего стоимость их невелика. Цель возведения промежуточных буи—закрепить и усилить отложение наносов. Буны м. б. направлены перпендикулярно к течению реки, вниз по течению и вверх по течению реки. По Франциусу и Энгельсу наивыгоднейшим направлением для бун будет направление вверх по течению как в отношении защиты берега, так и в отношении занесения промежутков. Но, с другой стороны, имеется несколько большая опасность для голов бун вследствие образования более глубойк ям около них но сравнению с ямами при бунах, направленных вниз по течению/Какому способу направления бун отдать предпочтение—зависит от характера реки и решается для каждого,случая отдельно. На прямых участках реки промежутки между бунами делают не более намеченной ширины реки при мешеннем горизон-те. Если представляется возможным предотвратить образование ям у голов бун путем надлежащего укрепления подошвы реки перед головами и ниже их, то следует буны с пологими головами предпочесть бунам с отвесными головами. Чем более полого наклонены головы бун по направлению ко дну, тем благоприятнее влияние возведенного сооружения на судоходство. Промежутки ме?кду бунами заносятся благодаря круговому течению (фигура 18), поглощающему в то же время живую силу потока и способствующему тем самым намеченному Р. р.
Продольные дамбы возводятся при регулировании меженнего горизонта на 20—30 сантиметров выше основного уровня. Дамбы у верхнего конца плотно со-
прягают с берегом. Продольные дамбы возводят по новой береговой линии, после того как будут хорошо занесены промежутки между бунами, или не дожидаясь этих результатов, когда требуется немедленное выправление реки. В последнем случае необходимо отделить
Фигура 1
текущую часть реки от той стоячей воды, которая находится между продольной дамбой и старым берегом. Продольные дамбы м. б. сооружены и без постройки бун. Чтобы предотвратить при более высоких уровнях воды развитие сильпого продольного течения и образование глубоких канав, позади продольной дамбы сооружаются поперечные дамбы (фигура 19), возводимые обыкновенно после постройки продольной дамбы. Занесение продольных дамб идет медленно. Крейтер рекомендует для улучшения занесения продольной дамбы прервать таковую па незначительном расстоянии нижепопереч-ной дамбы с тем, чтобы река вошла в промежуток между дамбой и берегом. При закрытых дамбах имеются в наличности удобные участки для отложения вычерпанного грунта. Поперечные дамбы в месте их сопряжения с продольной дамбой имеют ту же высоту или превышают последнюю на 20—25 см, а затем поднимаются к старому берегу с уклоном от 1 : 100 до 1 : 30, где они прочно связываются с последним. Поперечные, дамбы не должны выступать за пойму реки.
Фигура 20.
Фигура 21.
так и в смысле приспособляемости ко всем изменениям русла реки. На фигуре 25 изображен участок реки с показанием его состояния: до регулирования и после.
Фигура 22.
г 17. Регулирований устья рек. Цель ре"-гулирования устья рек—улучшить судоходные условия и создать безопасный сток воды во время половодья. Выполнение этих требований находится в тесной зависимости, с одной стороны, от режима рек и. с другой стороны, от режима тех озер и морей, в которые эти реки впадают. Если условия в устьи реки сходпы >
урез воды, ьштабеткамнг
Фигура 23.
Фигура 24.
Донные запруды сооружаются с целью сглаживания глубоких ям. С низовой стороны эти запруды делают положе (1:3), а с верховой — круче (1:1). Они идут от одного берега к другому, иногда заполняя целиком глубокие ямы, и оканчиваются там, где подошва реки снова поднимается. Располагают донные запруды в расстоянии 15—20 метров друг от друга, причем верхний край дол-. жен лежать на 30—50 сантиметров ниже проектной отметки нового дна реки. Запрудам придают иногда уклон к середине реки. На фигуре 20 и 21 показаны два типа донных запруд. Донные запруды следует рассматривать как концевые укрепления приподнимаемой части дна, исходя из стремлений равномерно повысить уровень воды на замыкаемом ими участке путем заполнения промежутков между ними гравием или грунтом,вычерпанным землечерпательными снарядами.
Подвижные устройства применяются по преимуществу в тех местах, где возведение бун или продольных дамб затруднительно. Цель всевозможных подвижных водостеснительных устройств—создать более спокойное течение воды, способствующее отложению около них наносов. От размыва защищают их каменной отсыпкой. Крейтер рекомендует не слишком поспешно производить укрепление новых отложений. На фигуре 22 показано образование естественных отложений наносов при помощи подвесного устройства Вольфа и окончательная форма укрепления берега.
Укрепление берега реки производится либо полностью при посредстве рабочей силы либо часть работы предоставляют произвести реке. В первом случае укрепляемый берег планируют и покрывают той или иной одеждой, а для предохранения откоса от сползания набрасывают у его подошвы каменные гряды (фигура 23). Во втором случае на берегу располагают непрерывной линией штабели камня; вследствие подмыва рекою берега, последние обрушиваются и, скатываясь по откосу, покрывают его, препятствуя дальнейшему размыву береговой полосы (фигура 24).
Укрепление дна реки производят, применяя фашинные тюфяки, тяжелые фашины, каменную отсыпку и покрытие гравием. Наилучшим укреплением является каменная отсыпка как в смысле прочности,
с условиями в среднем течении, то надлежит прибегать к мероприятиям, указанным выше для Р. р.В противном случае устье приходится рассматривать особо, устанавливая резкую границу между рекой, как таковой, и ее устьем, подвластным морским течениям.
Лит.: 3 б р о ж е н Ф., Курс внутренних водяных сообщений, 3 изд., П., 1915: Акулов К., Б р и-линг Е. и Марцелли М., Курс внутренних водных сообщений, т. 1, М., 1927; Акулов К., Великанов М., Краткое изложение теории движения речного потока и методов выправления рек, М. 1928; Якоби Э., Курс водяных сооружений, Рига, 1910; Акулов К., Краткое изложение истории вы-правительных работ на р. Волге и у г. Саратова, 1916; его же, Выправнтельпые работы на р. Днепре, 1914; Лохтин В. М., Значение водяных путей и их нужды, СПБ, 1907; В о да рек ий Е., Хворостяные работы, Хворостяные выправительные и берегоукрепительные сооружения, применяемые на р. Волге, СПБ, 1913; его же, Выправительные работы нар. Рейне, СПБ, 1913; Лелявский Н. Об углублении наших больших рек, СПБ, 1904; Engels Н., Handbuch des Wasserbaues, В. 1—2, 3 Aufl., I.pz., 1923; F r a n-zlus O., Der Verkehrswasserbau, B., 1927; S c h о k-
Фигура 25.
litscli A., Der Wasserbau, Handbuch f. Studium u. Praxis, B. 1—2, B.—W., 19 30; Kurzmann S., Be-obacbtungenilberGesehiebelulirung,Mch., 1919;Sch ot-lltsch A., Ueber Sehleppkralt u. Gesehiebebewegung, Lpz., 1914; KreuterP., Der Fiussbau, Handb. d. Ing. B. 6, T. 3, 5 Aull., Lpz., 1921; DubislawE., Wild-bach verbauungen u. Regulierung von Gebirgslliissen, B., 1902; Wang E., Grundriss d. WilJbachverbauung, Leipzig, 1903; F r a n z i u s L·., Vorschlage f. die zu-kunitige Regulierung d. Fiiisse, «Ztschr. d. Bauing.», B., 1893; Jasmund R., Arbeiten d. Rlieinsinom-bau-Verwaltur.g 1851 bis 1900, B., 1901; R e h b о c k, Regulierung d. Fiiisse f. d. Niedrigwasser, «Ztschr. d. Bauing.», Berlin, 1894; S Ch Ii ch tun g, Zukunltige Regulierung d. Fiiisse f. das Niedrigwasser, ibid., 1893; Kreuter F., Berechnung d. Quersclinittgrundlorm f. einen gescliiebeliilirenden Fluss, «Technische Blatter», B., 1920; Μ о 11 e r M., Grundriss des Wasserbau-es, В. 1—2, Lpz., 1906; Patriot H., Reclierches sur les rividres a marie, P., 1901; Krey II., DieFlutwelle in Flussmiindungen u. Meeresbucliten, B., 1926; Teu-bert O., Die erbesserung d. Schiilbarkeit d. Strcm?, durcb Regulierung, B., 1894. С. Брилинг.