книги из ГПНТБ / Чернышов, Ф. М. Повышение эффективности путевых работ на многорукавных участках судоходных рек учеб. пособие

УДК 627.42

Повышение эффективности путевых работ на много­

рукавных участках судоходных рек. Ф. М. Ч е р н ы- ш о в . 1973, стр. 1—327.

Работа освещает современное состояние вопроса про­ ектирования и организации путевых работ на многору­ кавных затруднительных для судоходства участках сво­ бодных рек. Рассматриваются основные принципы ко­ ренного улучшения судоходных условий многорукавных участков и их практическое осуществление на приводи­ мых примерах характерных схем сложных разветвлений. Значительное внимание уделено расчетным обосновани­

следующих особенности гидравлики и русловых процес­ сов «в еложноразветвленных руслах с целый их регулиро­ вания,. Кроме того, книга может быть использована ин­ женерно-техническими работниками бассейновых управ­ лений пути и судоходных каналов, а также проектных •воднотранспортных институтов.

Рис. 422, табл. 19, библ. 66.

П Р Е Д И С Л О В И Е

Вопросы коренного, улучшения судоходных условий многорукавиых затруднительных участков рек являются в.настоящее время наи­ более малоизученными и сложными вопросами гидравлики откры­ тых русел и, в частности, динамики русловых потоков. Поэтому для проектирования дноуглубительных и выправительных работ на та­ ких участках рек особенно полезно иметь пособие, отражающее со­ временные достижения науки и инженерной практики в этой облас­ ти. Последнее и явилось основанием автору для подготовки и изда­ ния данного учебного пособия. В процессе подготовки были вы­ полнены .специальные исследования — теоретические и эксперимен­ тальные, а также проведено обобщение опыта работ по выправле­ нию затруднительных участков на ряде рек. Особое внимание при этом уделено повышению эффективности путевых работ в таких ус­ ловиях, так как снижение их стоимости и улучшение их организации является исключительно важной задачей, от успешного решения которой зависят темпы развития внутренних водных путей и, в зна­ чительной мере, всего речного транспорта.

Проведенные исследования позволили в первом приближенна с практически допустимой точностью решить ряд поставленных задач по обоснованию дноуглубительных и выправительных работ в мно­ горукавных руслах судоходных рек, где расчеты, проектирование и осуществление путевых мероприятий представляют наибольшие трудности.

. Сопоставление данных, полученных по предлагаемым'зависимо­ стям, с натурными и лабораторными исследованиями указывает на достоверность этих зависимостей и возможность использования их лри гидротехнических расчетах.

В целях расширения возможности практического использования приведенных в книге рекомендаций* в ней дается подробное описа­ ние 15 характерных схем коренного улучшения многорукавных уча­ стков рек Оби, Бии, Чулыма, Енисея, Б. Енисея, Лены, Алдана, Конды, Сев. Двины и Вычегды.

В работе над книгой автору оказали большую помощь сотруд­ ники кафедры и лаборатории водных путей НИИВТа, его диплом-

ники, а также работники Ленского, Енисейского, Обского, Север­ ного и Печорского бассейновых управлений пути, которые предоста­ вили необходимые гидрографические, гидрологические и другие ма­

и Лена и составленные на основании этих исследований Н. И. Маккавеевым, Р. С. Чаловым и др. научно-обоснованные перспективные схемы улучшения судоходных условий по целому ряду сложноразветвленных участков поименованных рек. Эти работы несомненно представляют собой крупный вклад в изучение гидрогеоморфоло­ гии судоходных рек вообще и в определение общих положений и ос­ новных принципов выправления их многорукавных затруднитель­ ных участков — в частности.

В. В. Дегтярев, И. П. Бутягин и Б. М. Хижов любезно согласи­ лись прочитать пособие в рукописи и сделали ценные замечания, за которые автор приносит им искреннюю благодарность. Кроме того, в процессе подготовки и написании §§.4 и 5 данной книги автором

§ 1. Общие замечания

Приводимые в настоящем учебном пособии рекомендации по проектированию и осуществлению путевых мероприятий коренного "улучшения судоходных условий затруднительных многорукавных участков рек. являются первой попыткой обобщения ,и выделения подобных участков в самостоятельную группу. Это целесообразно сделать также потому, что во многих случаях обоснование схем вы­ правления таких участков, расчёты судоходных прорезей и выправительных сооружений на них требуют учета значительно большего количества дополнительных факторов, чем на однорукавных и двухрукавных участках.

В то же время анализ затруднительных участков разветвленных русел судоходных рек, выполненный в последнее время в ЛИВТе и НИИВТе, показал, что половину и более из них составляют много­ рукавные участки. В частности, к числу магистральных рек с наи­ более разветвленными руслами следует отнести Обь, особенно ее верхнюю и среднюю части, Селенгу, Сев. Двину, Лену, Вычегду и Печору. На каждые 100 км пути ряда участков (плесов) этих рек приходится от 10 до 100 островов, длина которых превышает шири­ ну русла, а высота их оказывается не ниже бровок пойменных яров.

Данные этого анализа, а также результаты теоретических, лабо­ раторных и натурных исследований разветвленных затруднитель­ ных участков различных рек позволили достаточно четко опреде­ лить три направления, которые можно считать основными при решепни задач по их коренному улучшению.

1;. Обеспечение или поддержание оптимального распределения по рукавам участка общего расхода воды и движущихся в реке на­ носов в достаточно широком диапазоне уровней, с целью увеличения пропускной способности судоходных рукавов и максимального ис-

лравитель'ные работы, проводимые в основном в комплексе с земле­ черпанием, выполнялись, главным образом, с целью коренного улуч­ шения судоходных условий на затруднительных участках свободных (три четверти) и зарегулированных (одна четверть) реках. В целом работы по коренному улучшению затруднительных участков уже в настоящее время составляют около 35—40% от общего объема пу­ тевых работ. В то же время эти работы в большинстве Управлений пути и каналов проводятся еще в недостаточном объеме (ежегодно на 50—100 затруднительных участках водных путей РСФСР не вы­ держиваются гарантированные габариты судовых ходов, а на части из них такое явление наблюдается и при уровнях выше проектных]. Конечно, в состав работ по коренному улучшению речных путей, кроме выправительных, нередко входят также капитальные дноуг­ лубительные и скалоуборочные работы. Однако при этом выпраьительные работы в большинстве случаев являются.превалирующими.

1. Рост габаритов пути приведет к увеличению числа выправляет-' мых перекатов и перекатных участков.

2.Увеличение размеров судов и составов и интенсивности их движения, рост количества быстроходных судов потребует обеспе­ чения и поддержания судовых ходов с большими радиусами кри­ визны и хорошей просматриваемостью.

3.Применение новых, более современных конструкций выпра­ вительных сооружений, эффективных способов креплений грунто­ вых сооружений, откосов каналов и берегов рек, а также новых ма­ териалов, позволит развить механизацию этих работ и снизить их себестоимость.

4.Директивами XXIV съезда КПСС предусмотрено в качестве

основных заданий на новую и последующую пятилетки продолже­ ние работ по'увеличению протяженности водных путей с гарантиро­ ванными габаритами за счет освоения боковых и малых рек, а так­ же верховьев больших рек. Так, например, выполненные в связи с

магистральных рек восточных районов страны, то на'них ожидается увеличение объема выправительных работ к 1985 г. до 8 млн. руб. [1]. Это увеличение объема выправительных работ будет происхо­ дить как за счет указанных выше в пп. 1—3 факторов, так и за счет роста удельного веса выправительных работ в общем комплексе пу­ тевых работ по коренному улучшению затруднительных участков.

В связи с ростом габаритов пути на судоходных реках, в том числе на реках северных и восточных бассейнов, где многие из них еще длительный период времени будут находиться в свободном со-

стояний, особое значение для Управлений пути и. каналов приобре­ тают вопросы проектирования коренного улучшения сложных мно­ горукавных участков. В то же время опыт выправления таких участ­ ков остается еще очень скромным и не лишенным существенных не­

ного подхода при проектировании путевых мероприятий по улучше­ нию ее судоходных качеств. Поэтому были нередки случаи, когда проведенное улучшение судоходных условий на одних частях пере­ катов многорукавного разветвления вызвало в последующие нави­

проводившихся путевых работ во многих случаях определялась так-, же недостатком мощных технических средств дноуглубления и су­ хопутной механизации. Этот недостаток, очевидно, сохранится еще некоторое время, так как проблема сухопутной механизации выправительных работ и, особенно,, обеспечения автотранспортом, остает­ ся пока неразрешенной.

В делом, имеющиеся данные говорят о том, что улучшение мно­ горукавных участков осуществлялось, в основном, лишь за счет лик­ видации работы в период межени боковых проток — рукавов, что далеко не всегда приводило к положительным результатам. Более того, применение в схемах коренного улучшения только сооружений меженного регулирования оказывается малоэффективным меропри­ ятием для сложноразветвленных участков.

В специальной же литературе пока отсутствуют рекомендации по расположению и инженерно-расчетным обоснованиям выправительной трассы, судового хода, прорезей и регуляционных соору­ жений для многорукавных затруднительных участков.

Отмеченное выше следует считать основной причиной того, что накопленный опыт коренного улучшения судоходных условий в раз­ ветвленных руслах рек относится, главным образом, лишь к участ­

участки, поскольку конечной целью коренного улучшения судоход­ ных условий в том и другом случаях является надежное закрепле­ ние судового хода в одном из рукавов затруднительного участка. Основной отличительной особенностью многорукавных участков следует считать лишь то обстоятельство, что в них приходится ОС-

тавлять неперекрытыми ряд несудоходных рукавов, а иногда "при­ нимать в качестве судоходных два рукава, один из которых исполь­ зуется для движения судов и составов вниз по течению, а другой — вверх.

Таким образом, в многорукавных участках требования к выправительным сооружениям и капитальным землечерпательным проре­ зям расширяются, а это должно найти вполне определенное отра­ жение и в проектно-расчетных обоснованиях.

Отметим также, что в последние годы все чаще приходится при­ бегать к организации перевозок не только по магистральным рекам, но и по боковым и малым рекам, эксплуатируемым в паводковый период. При этом возникает необходимость заниматься вопросами улучшения и обеспечения судоходных условий на затруднительных участках рек исключительно для периода стояния средних и высо­ ких уровней, когда долины боковых и малых рек затапливаются на значительную высоту с выходом воды на пойму и в рукава-протоки. В таких условиях затруднительные для судоходства участки в боль-, шинстве случаев оказываются многоруказными, особенно ві низо­ вьях рек.

Ниже рассмотрено несколько характерных практических приме­ ров коренного улучшения судоходных условий сложноразветвленных (многорукавных) участков рек, часть которых заимствована из работ [2],'[3] и [4]. Эти примеры одновременно отражают и некото­ рый накопленный опыт выправления многорукавных участков.

Селищанская группа перекатов на р. Днепр (рис. 1) долгое вре­ мя являлась затруднительным участком, судоходство по которому регулировалось семафорами. Значительное отвлечение расхода во­ ды из правого основного рукава, вследствие развития прорвы Руда, привело к резкому ухудшению Бучакского, 1-го и 2-го Тальбергских, 1-го, 2-го и 3-го Селищанских >и Руднянского перекатов. В соответ­ ствии с проектом улучшения этого узла 'были выполнены следующие работы.

В 1950 г. на 2-м Тальбергском перекате произведено отторжение правобережного побочня, а на 2-м и 3-м Селищанских перекатах вы­ полнено крепление отвалов грунта. В 1951 г. на 3-м Селищанском перекате был отторгнут правобережный побочень и начаты работы по перекрытию рукава Старый Днепр запрудой из фашинной клад­ ки с пригрузкой камнем. На 2-м Тальбергском, 1-м и 2-м Селищан­ ском перекатах произведено закрепление отвалов грунта. В 1952 г. на Бугакском перекате был перекрыт исток рукава Старый Днепр с помощью нарефулированной дамбы, на 2-м Тальбергском перекате укреплен отвал грунта, на 1-м Селищанском — произведено пере­ крытие истоков левобережных прорв. Прорва Руда .была также пе­ рекрыта запрудой из фашинной кладки, с пригрузкой камнем, а в рукаве Старый Днепр продолжались работы по строительству за­ пруды.

В результате выполнения этих работ заметно увеличился межен­ ный расход воды в правом судоходном рукаве, х что и позволило в