WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Средний объем м3 17724 Общая длина овражной сети освещенных склонов превышает северные в 2,7 раза, притом, что линии стока выше всего на 20%. Общая площадь оврагов на освещенных склонах балок в 5 раз превышает общую площадь теневых.

Глава 5. Основные факторы оврагообразования Факторы оврагообразования, роста, развития и затухания размывов можно сгруппировать по постоянным, промежуточным и переменным признакам (рис. 2).

ПОСТОЯННЫЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ Время Климат Радиация 1. 1. 1.

Природная зона Параметры склонов 2. 2. 2. Температура 3. 3. 3.

Рельеф Хозяйственная Давление деятельность 4. 4.

Почвы Ветер Материнские и Облачность 5. 5.

подстилающие грунты Сток 6.

Растительность 7.

Рис. 2. Факторы оврагообразования К постоянным факторам следует отнести те, которые подвержены изменениям в незначительной степени – время, природную зону, рельеф, почвы, материнские породы. Они на протяжении длительного периода неизменны. К переменным факторам, имеющим значительные вариабильности, относятся радиация, температура, давление, ветер, облачность, сток и растительность. Остальные факторы отнесены к промежуточным – климат, параметры склонов, антропогенная деятельность.

Глава 6. Разработка гидротехнических сооружений для закрепления оврагов Головные гидротехнические сооружения – важный элемент противоэрозионного комплекса. Разработанные в начале ХIХ века, многие из них и поныне функционируют, сдерживая рост вершин оврагов. Мощный толчок изучению, развитию и внедрению гидротехнических сооружений дали работы П.П. Тихообразова (1893), В.М. Борткевича (1915), Н.И.

Магомедова (1922), С.Г. Черемского (1967), В.И. Панова (1975) и других ученых.

При закреплении оврагов и размывов можно выделить шесть направлений:

1) полное регулирование стока на водосборе;

2) пропуск стока через вершины, укрепленные быстротоками;

3) отвод стока от вершин в соседние отвершки-коллекторы;

4) регулирование стока в бывших овражных системах выполаживанием, насыпкой валов, посадкой лесных насаждений;

5) регулирование стока затоплением прудами-накопителямииспарителями;

6) пропуск стока на дно оврага перед вершиной.

Сброс стока из ложбин и лощин перед вершиной оврага проводят через наклонные или прямые скважины. Наклонные скважины соединяют с водобойным колодцем, а прямые – с тальвегом оврага через горизонтальные проемы с обсадными трубами. Скважины бурят станками СБУЭМ-150, СПУ100, БГМ и иными. В скважины водобоев ссыпают щебне-гравийные материалы.

При устройстве головных сооружений возможно использование послеэксплуатационных, низкосортных, некондиционных материалов.

Хорошо зарекомендовали себя в стране консольные водосбросы. Они дешевле сборных и монолитных быстротоков. Но подвесные консоли усиленно углубляют воронку оврага, что приводит к авариям, а овраг продолжает рост.

Устранить этот недостаток можно путем монтажа под консольным перепадом водопропускной башни (рис. 4). Водопропускная башня большого диаметра (1200-1500 мм) устанавливается на фундамент. В нижней и средней частях просверлены отверстия, пазы или щели для слива воды с погашенной энергией. Вокруг фундамента и в саму башню засыпают щебне-гравийные материалы.

Водопропускную башню можно изготовить и из труб меньшего диаметра. Они устанавливаются друг с другом и обвязываются бандажем.

При изготовлении башен могут найти применение бетонные кольца больших диаметров, керамические, синтетические трубы. Башни устанавливают кранами, отверстия выполняются сваркой, автогеном, засыпают щебень по лоткам, то есть большинство работ механизированы.

В глубоких оврагах с постоянными водотоками и легко размываемыми грунтами дна тальвегов изменить структуру водного потока возможно путем дробления в дождь. Вариант – корытообразное сито (рис. 3).

а) б) Рис. 3. Консольный подвесной перепад с корытообразным ситом а) вид сбоку; б) вид сверху.

В вершине оврага под консолью корытообразное сито подвешивают к поперечным балкам, закрепленным в боковых стенках оврага цепями, канатами, тросами. В дне сита устраивают отверстия. Корытообразное сито можно также использовать в зонах тектонической активности коры Земли.

Подвешивание гидротехнических частей головных сооружений позволяет отказаться от дна оврага как основания конструкции и разнообразить назначаемые устройства. Пример – многолотковый переливной водосброс (рис.

4).

Для потоков воды монтируют консоли - заранее подготовленные короткие водосливные лотки. Их размещают друг под другом с уклоном в противоположном направлении нижнего от верхнего. Вода, переливаясь с лотка на лоток, образует вертикальное меандрирование потока, при этом скорости и энергии падают. Крепление лотков аналогично креплению корытообразующего сита - путем подвески. Дно оврага устилают дренажной подушкой.

Рис. 4. Консольный перепад с многолотковым подвесным водосбросом Для пропуска больших объемов талых и ливневых вод разработаны переливные системы водосбросов на основе водопропускных башен и корытообразных сит (рис. 5).

а) б) Рис. 5. Консольный подвесной перепад с водопропускной башней а) вид сбоку б) вид сверху Переливные системы отличаются тем, что при увеличении расходов на водосборе в работу по трансформации стока на дне оврага дополнительно включаются вторая, третья и так далее башни или сита.

Изложенные устройства и варианты головных гидротехнических сооружений в оврагах позволяют закрепить размывы, затормозить эрозию, предотвратить заиление пойм и русел рек.

Исходя из современных цен, затраты на создание прямых скважин в вершине оврага составили 272 руб./п.м, консоль + водопереливные лотки – 518 руб./п.м, консоль + водопропускная башня – 571 руб./п.м, консоль + корытообразное сито – 449 руб./п.м. Затраты на устройство 1 м.п. сборного лотка-быстротока, приведенные к цене 2007 года, достигли 5088-рублей, что в 10-14 раз дороже разработанных в процессе исследований устройств.

ВЫВОДЫ 1. Юг приволжской возвышенности – стратегический сельскохозяйственный регион, являющийся одним из наиболее эродированных районов России, особенно в зоне среднего течения р. Дон.

Для этой природной провинции характерны собственные основные факторы оврагообразования, развития и затухания линейных размывов.

Расчлененность водосбора научного полигона овражной сетью составила 1,73 км/км2, овражность – 1,39 км/км2, плотность оврагов – 5,шт./км2, а напряженность оврагообразования – 1,06 км/км2.

2. Овраги имеют ланцетообразную и треугольную формы, а 75% не имеют отвершков. Преобладают склоновые овраги, на долю донных приходится 5% от общего числа, на вершинные – 6,5%. Водосбор древней сети – собирающего типа, а примыкающие склоны, на которых размещены овраги - выпуклые, рассеивающие.

3. Овраги длиной до 300 м составляют 57% от их количества, и только 7% превышают длину 700 м 73% размывов находятся в I и II стадиях развития. Минимальная длина линий стока – 75 м, максимальная – 1315 м.

Ширина оврагов варьирует от 1 до 100 и более метров. Глубина оврагов в вершине – 1,5-8 м, в устьях – 17-45 м, внутритальвеговые врезы – 0,3-1,5 м.

Общий объем овражных размывов опытного участка составил более 649 тыс.

м3, с колебаниями 50-54610 м3. Средняя площадь одного оврага – 0,25 га.

Площади водосборов размывов превышают 5 га.

5. Ориентация склонов относительно стран света по-разному влияет на возникновение, рост и развитие овражных образований. На освещенных склонах количество оврагов больше, чем на теневых. Общая длина размывов в 2,7 раза, а средняя площадь почти в 5 раз выше на южных склонах, чем на северных одной и той же балки.

6. Собственные исследования и обобщения привели к группировке и созданию схемы факторов оврагообразования. Их целесообразно разделить на постоянные, промежуточные и переменные. К постоянным факторам отнесли время, природную зону, рельеф, почвы и материнские породы, то есть те факторы, которые мало подвержены изменениям в период роста размывов. В промежуточные факторы (постоянно-переменные) включены климат, параметры склонов и хозяйственная деятельность человека. В переменные фаткоры вошли осадки, температура, ветер, облачность, радиация, растительность, склоновый сток.

7. Метеорологические условия осени, зимы и характер весны оказывают влияние на склоновый сток, его прохождение и величину.

Амплитуда стока с зяби составила 0-24,7 мм при коэффициенте стока 0-0,мм, а с ценных участков – 0-56,7 мм при коэффициенте до 0,67.

8. Вершинный прирост оврагов имеет прямую связь со средней величиной талого весеннего стока. Прирост вершин в длину достигал 0,м/год, в ширину – почти 0,3 м/год, а прирост воронки размыва – 0,12 м/год.

Разрушение оврагов в холодный сезон почти в 3 раза выше, чем в теплый.

9. Мощным прямым фактором оврагообразований выступает рельеф местности – длина, крутизна, экспозиция и другие факторы.

10. Ведение хозяйства на водосборах оказывает сильное воздействие на возникновение и рост оврагов путем уплотнения почв, их рыхления, созданием и ориентированием на склонах рубежей-концепторов воды стока, образованием на перепадах склонов микроуступов, срывов грунта, сдвигов и тропиночных углублений и террасок. В этих условиях прирост оврагов увеличивается до 1,8-2,4 м/год, а водопроницаемость почв падает в 5 раз.

11. На легких по механическому составу грунтах, песках и супесях приросты размывов увеличиваются в 2 и более раза, при сравнении с глинами и суглинками.

12. На основании наблюдений и проведенных исследований было теоретически обосновано новое направление борьбы с оврагами путем пропуска стока перед вершиной размыва. Это достигается бурением вертикально-горизонтальных скважин, через которые вода переводится и переправляется с вершины на дно тальвега с погашенной энергией.

13. Другим способом трансформации концентрированных водных потоков, достигающих вершин оврагов, снижающих скорости и энергию, являются сочленения консольного подвесного перепада с водопропускной башней, установленной на дне оврага и имеющей в нижней части сливные отверстия и пазы.

14. В глубоких оврагах и оврагах с постоянными водотоками изменить водный поток, падающий с консольного перепада, можно путем дробления в дождь. Для этого под консолью подвешивают корытообразное сито, крепящееся к поперечным балкам, закрепленным в боковых стенках оврага.

Сито изготавливают с отверстиями, из которых вода истекает в виде капель.

15. Подвешивание головных противоовражных сооружений на бортах оврага позволило отказаться от использования дна оврага как основы конструкций. Один из вариантов – многолотковый переливной водосброс.

Короткие водосливные лотки, размещенные друг под другом и подвешенные к балкам под консольным перепадом, размещают таким образом, чтобы обеспечивать перелив воды с одного лотка на другой. Это образует искусственное вертикальное меандрирование потока, при котором скорости и энергия потока падают.

16. Для переработки и пропуска больших объемов талых и ливневых вод разработаны переливные системы водосбросов. Они состоят из нескольких водопропускных башен или сит, последовательно установленных друг за другом по тальвегу оврага. При повышении расходов воды на водосборах в работу по трансформации стока дополнительно включаются вторая, третья и так далее башни или сита.

17. Затраты на создание прямых скважин в вершине оврага составили 272 руб./ м.п., консоль + водопереливные лотки – 518 руб./м.п., консоль + водопропускная башня (диам. 1200 мм) – 571 руб./м.п., консоль + корытообразное сито – 449 руб./м2. Затраты средств на устройство 1 м.п.

сборного лотка-быстротока, приведенные к ценам 2007 года, составили 50888095 руб./м.п. Предложенные гидротехнические сооружения могут применяться не только для борьбы с оврагообразованием, но и для любого промышленного стока.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 1. В наших конструкциях головных водосливных сооружений основной упор делается на использование изделий, например, труб, вышедших из эксплуатации в системах нефте- газо- или водопроводов.

2. Для изготовления прямых скважин в вершине оврага применяют станки УРБ-2А, СБУЭМ-150-ЗИВ, СПУ-100, а для бурения горизонтальных проёмов БГМ-1 или машины иных марок, способные выполнять бурильные работы. Максимальный размер вертикальных скважин может составлять 1000 мм, а на импортных немецких станках бурят скважины диаметрами 326, 426, 526 мм.

Cписок работ, опубликованных по материалам диссертации 1. Денисов, А.А. Эрозийные процессы Окско-Донской равнины / А.А.

Денисов, И.Г. Зыков // Надёжность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов: материалы IV Международной научно – технической конференции (12-14 мая 2005 г.

Волгоград).- Волгоград, 2005. – С. 50 - 52.

2.Денисов, А.А. Влияние уровня промерзания грунта на эрозийные процессы /Денисов А.А. // Материалы II Международной научнопрактической конференции «Соучастники научных достижений – 2006 г.» Днепропетровск. – Днепропетровск, 2006. - С. 50 - 52.

3.Денисов, А.А. Технические средства борьбы с водной эрозией/ А.А.

Денисов // Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона:

материалы Всероссийской научно-технической конференции (24-25 ноября 2006 г. Волгоград). – Волгоград, 2006. - С. 214 - 217.

4. Денисов, А.А. Укрепительные сооружения в оврагах / А.А. Денисов, В.И. Антонов, И.Г. Зыков // Лесное хозяйство. – 2008. - № 1. – С. 33 - 34.

Подписано в печать 2008 г.

Формат 60х84 /16. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Зак. 453.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»