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

нением проточной воды для населенных пунктов, размещаемых на обоих коренных берегах реки. Весьма важно и то, что сосредоточе­ ние главного течения потока в протоке Ат-Арыы создает благо­ приятные условия для формирования развитого побочня в конце участка со стороны левого берега, что обеспечит лучший перевод потока за о. Нуучча-Арыы к правому коренному берегу, где нахо­ дится основное русло р. Лены.

Дополнительно отметим, что наблюдавшееся в последние годы развитие центрального побочня переката Баакыч вызвало смеще­ ние судового хода к правобережным островам (на рис. 56 сплошной линией показано примерное положение судового хода во второй половине навигации 1971 г. и в навигацию 1972 г.). Это существенно улучшило условия захода судов и составов в исток Хайтыалахской протоки. Однако такое его положение на перекате Баакыч весьма неустойчивое и меняется даже в течение одной навигации. Поэтому для закрепления последнего планового положения судового хода (положение 1971 —1972 гг.) необходимо со стороны о. Баакыч возве­ сти систему полузапруд из двух-трех сооружений, суммарная дли­ на которых должна значительно превышать длину предусматривае­ мого в описываемой схеме в этом же районе участка сооружения 3. Однако эта система полузапруд (см. пунктирные линии на рис. 56) одновременно будет способствовать развитию протоки Ат-Арыы в ущерб Хайтыалахской, являющейся в настоящее время судоходной.

В предлагаемой схеме коренного улучшения участка наиболее целесообразной очередностью возведения сооружений и выполнения прорезей можно считать следующую. В первую очередь разрабаты­ вается капитальная прорезь 1 и возводится струенаправляющая по­ лузапруда-дамба 3. Затем выполняются эксплуатационные прорезиподрезки на В. и Н. Атаринских перекатах и на обоих гребнях пере­ ката Баакыч. Во вторую очередь должны быть построены сооруже­ ния 2 и 3. В последнюю очередь или одновременно со второй можно приступить к возведению кольматирующих сооружений 5—9.

В заключение следует еще раз остановиться на выполняемых в . настоящее время Управлением пути дноуглубительных работах по переносу в 1973 г. судового хода в Прямую протоку. Действительно, как уже отмечалось, вариант закрепления судового хода на нижней половине многорукавного участка в среднем (межостровном) поло­ жении является конкурирующим. Однако приведенные соображе­ ния по обоснованию рекомендуемой нами схемы коренного улучше­ ния этого участка (см. рис. 56) позволяют считать, что для обеспе­ чения в дальнейшем стабилизирующего его состояния и устойчиво­ сти судового хода в Прямой протоке потребуется перекрыть Хаиты - алахскую протоку запрудой '(см. сооружение 2 на рис. 56) и возве­ сти от правобережной системы островов Баржа-Семен струенаправляющее сооружение, а также подрезать развитый левобережный побочень переката Баакыч. Это по существу подтверждается и ре­ зультатами выполненных в 1972 г. дноуглубительных работ. Из 4-х разработанных капитальных прорезей в Прямой протоке в конце 128

навигации 1972 г. оказались почти полиостью занесенными наноса­ ми обе крайние (верхняя и нижняя) и частично (в районе верховых кромок) — остальные. Более того, устьевой участок протоки на про­ тяжении 1,5 км оказался также занесенным наносами и обмелел по судовому ходу более чем на 1,5 ж. Если глубина здесь до производ­ ства дноуглубительных работ превышала гарантированную, то по­ сле них фактическая глубина в отдельных местах уменьшилась по сравнению с гарантированной в два раза. В то же время в конце на­ вигации 1972 г. во многих местах правобережной несудоходной АтАрыынской протоки сохранились достаточно глубокие емкости.

Схема 12 . На рис. 57 приводится один из типовых примеров ко­ ренного улучшения трехрукавного затруднительного участка р. Вы­ чегды, в котором первостепенное значение отводится капитальным землечерпательным работам и использованию ведущего, берега. В этой схеме перекрывающая правый крайний рукав запруда / долж­ на активно влиять на привлечение дополнительного расхода воды в- район капитальной прорези 2 в широком диапазоне уровней. Капи­ тальную прорезь 2 следует разрабатывать с максимально оправдан­ ным объемом выемки грунта. Отвал грунта из прорези необходимо, по-возможлюсти, оформить в виде продольного сооружения 3 и ук­ репить, чтобы обеспечить плавные очертания правобережной линии нового судоходного рукава. Полузапруды 4 и 5 совместно с отвалом грунта должны закрепить судовой ход вдоль ведущего левого бере­ га при низких и средних уровнях воды и поэтому их достаточно воз­ вести меженными. Кроме того, они исключают возможность перехо­ да-судового хода в Средний рукав после завершения строительстве повышенной запруды /.

Рис. 57. Схема коренного улучшения одного из типовых разветвленных затруднительных участков р. Вычегды

Очередность: возведения сооружений целесообразно лринять следующую: сначала следует построить запруду Л.затем разрабо­ тать'капитальную прорезь 2 и оформить отвал грунта 3, в послед­ нюю очередь приступить к возведению полузапруд 4 и 5, если к то­ му времени необходимость в них не отпадет. При этом начинать следует со строительства сооружения 5, расположенного ниже по течению и обеспечивающего большую, чем сооружение 4, гарантию

по исключению возможности перехода судового хода в Средний рукав.

Схема 13. На рис. 58 показан затруднительный участок р. Боль­ шой Енисей под названием «Сорок Енисеев», имеющий протяжен­ ность 8 км и характеризующийся наличием невысокой относительно молодой поймы, образование нескольких проток-рукавов на кото­ рой является следствием незавершенного процесса их меандрировэния. В целом же этот участок представляет собой сочетание пой­ менной и мелко-островной и осередковой многорукавностей, а при­ менительно к более детальной классификации — сочетание вторых подгрупп затруднительных участков этих видов многорукавностей.

Из-за разделения русла на ряд рукавов, ширина реки на этом участке достигает до 4,5 км при ее значении в плесовых лощинах 200—250 м. Правый берег более высокий и имеет гористый харак­ тер и сложен практически из неразмываемых грунтов. К этому бе­ регу русло реки примыкает как в начале, так и в конце участка, что дает основание рассматривать, наряду с другими вариантами его коренного улучшения, вариант закрепления судового хода в край­ нем правом положении.

Пойма, острова, осередки и дно реки сложены из гравелисто-га­

цельных плотов и поэтому их полное формирование производится в трех километрах ниже по течению, хотя пункт отправления леса и находится выше затруднительного участка на 40 км. Судовой ход на участке за прошедшие 22 года неоднократно менял свое положение. Так, например, помимо главного русла в отдельные навигации су­ довой ход проходил по Хворостецкой, Кедровой и по Ср. Межостровной протокам, а также по нижней части протоки Тузинка. Более того, в первую половину навигации 1971 г. он размешался между осередками Г и Д, а во вторую — между осередком Д и Ж. Такое явление в прошлом наблюдалось и в других местах участка. Наи­ большие затруднения для судоходства обычно возникают в средней части участка, где русло реки изрезано сетью коротких проток-ру­ кавов. Поэтому в случае коренного закрепления здесь существую­ щего' положения судового хода очень важно предусмотреть такие путевые мероприятия, которые обеспечили бы объединение мелких^ наносных образований в более крупные островные или побочневые массивы.

Следует также отметить, что при бытовом состоянии узла и про­ ектном уровне, согласно натурным данным, из общего расхода воды' в^реке 380 мъ1сек (с учетом впадающих, левобережных притоков: 130

ка распределение расходов воды по рукавам характеризуется сле­

воды в пользу несудоходных проток и рукавов. Так, например, из,

ного участка также происходит увеличение доли расхода воды в не­ судоходных протоках и рукавах, но в меньшей степени. Здесь по ле­

шения участка, связанный с закреплением супового хода по суще­ ствующему направлению, является вполне оправданным, так как при наступлении низких уровней воды на основное русло приходит­ ся более'половины расхода реки. В то же время необходимы меро­ приятия по локализации всех правобережных проток (особенно Ср. Межостровной) и левобережной Кедровой протоки.

Таким образом, описанные морфологические особенности участ­ ка и приведенные по нему данные поволяют сделать вывод, что ко­ ренное его улучшение должно быть связано либо с закреплением судового хода по существующему направлению, либо с закреплени­ ем его вдоль правого горного берега. С точки зрения получения бо­ лее лучших условий для судоходства предпочтение следовало бы отдать второму варианту. Однако необходимость выполнения при этом больших объемов дноуглубительных и возможно скалоуборочных работ, связанных с разработкой верхнего и нижнего спрямляю­ щих каналов (рис, 69), отодвигает этот вариант коренного улучше­ ния затруднительного участка, на более отдаленную перспективу. Ниже приводится описание предлагаемых схем коренного улучше­ ния участка для обоих вариантов.

В основу осуществления первого варианта коренного улучше-

ния (см. рис. 58) положен принцип трансформации многорукавного участка в трехрукавный при одновременном сохранении проточно-1 сти воды в двух его поперечных Межостровных протоках, соединяю­ щих главное русло с ТузинскЪй протокой. В качестве судоходного рукава принято основное русло, а формируемые в верхней половине участка несудоходные рукава (протоки Хворостеикая и Тузинка) сохраняются проточными с целью использования их для отвлечения

Для практической реализации этого варианта улучшения участ­ ка необходимо предусмотреть следующий состав путевых меропри­ ятий (см. рис. 58): струенаправляющие сооружения 1, 2 и 3, пере­ крывающие соответственно истоки Кедровой протоки и часть не­ больших рукавов, тяготеющих к правому берегу и к истокам Ср. Межостровной поперечной протоки; запруду 4, перекрывающую протоку между островами К и Л, предназначенную для снижения пропускной способности Н. Межостровной поперечной протоки Й объединения небольших островов-осередков К, Л и М в единый бо­ лее крупный массив; продольные дамбы 5 и 6, перекрывающие промоины в верхней части и в ухвостье о. Хворостецкого и устраня­ ющие, тем самым, нежелательное отвлечение воды из основного русла и осуществляющие увеличение размеров этого острова; кольматирующие сооружения 7, 8, 9 и 10 в виде трехрядных ветвистых завес, способствующие интенсификации процессов' отложения на­ косов за пределами выправительной трассы, образованию беспро­ точных побочней и более крупных островов, а также снижению до­ ли отвлекаемого расхода воды из главного русла в несудоходные рукава-протоки; рассадку ивняка 11, закрепляющую опорную ли­ нию правого берега в районе перехода судового хода к левому бе­ регу и обеспечивающую стабилизацию благоприятного сопряжения истока несудоходной протоки Тузинки с направлением течения в ос­ новном русле; дноуглубительные прорези-подрезки и отвалы грун­ та из них* (см. рис. 58), позволяющие поддерживать проектные га­ бариты судового хода ( Тсх = 1 м и Всх =30 м) с начала предстоя­ щей же навигации и являющиеся неотъемлемой частью комплекса необходимых мероприятий.

Кроме перечисленных задач, предлаемый состав выправитель­ ных сооружений должен обеспечить формирование в средней, наи­ более разветвленной части участка, двух мощных, непроточных по­ бочней, объединяющих группирующиеся здесь мелкие бстрова-осе-

роль'этой протоки. Обращается также внимание на то, что струе-» направляющее сооружение 1 следует примкнуть к левому берегу несколько ниже его плеча с тем, чтобы обеспечить благоприятные условия для работы корневой части этой дамбы и максимально исключить влияние последней на активизацию истока Тузинской протоки, которое могло бы проявиться в результате возникновения здесь ощутимого подпорного эффекта от выправительного соору­ жения.

Отметки корневых частей всех выправительных сооружений ре­ комендуется принять равными соответствующим островам, т. е. в пределах 1,5—2,0 м над проектным уровнем. Отметки же голов струенаправляющих дамб ), 2, 3 и средних частей дамб-запруд 4, 5, С должны быть выше проектного уровня воды не менее чем на 1 м. Последнее диктуется как условиями обеспечения эффективного воздействия этих сооружений на гидравлику потока и динамику русла, так и особенностями ледовых явлений на участке. Действи­ тельно, весенний ледоход на данном участке обычно проходит при очень низких уровнях, редко превышающих проектный уровень бо­ лее чем на 1 м. Поэтому применение здесь еще более низких вы­ правительных сооружений может привести к значительным ежегод­ ным их разрушениям во время ледохода. Кроме того, прохождение ледохода при низких уровнях воды указывает также на необходи­ мость создания по направлению главного течения потока стабиль­ ного и достаточно развитого (глубокого) русла, к чему, на наш взгляд, и должна привести описанная выше схема выправления участка. Действительно, до настоящего времени в его средней наи­ более разветвленной части нередко наблюдаются заторные явления,

производится рассадка ивняка 11. Во вторую очередь или одновре­ менно с первой должны быть построены сооружения 5 и 6. Во время прохождения ближайших двух-трех весенних паводков устанавли­ ваются кольматирующие сооружения 6, 8, 9 я 10. Поскольку запро­ ектированные прорези-подрезки носят эксплуатационный характер, то их разработку следует производить во вторую половину подгото­ вительного периода и частично в период межени, когда интенсив­ ность перемещения наносов значительно уменьшается.

В схему второго варианта коренного улучшения участка (см. рис. 59) необходимо включить следующие путевые работы: дноуг­ лубительные, связанные с разработкой верхнего и нижнего спрям­

подрезок; скалоуборочиые, выполнение которых может потребовать­ ся на трассе нижнего спрямляющего канала, размещаемого вблизи горного склона правого берега; выправительные, включающие в се­ бя возведение в главном русле в районе размещения истока верх-

ііего спрямляющего капала сооружений Шемера / и 2, строитель­ ство дамб-запруд 3 и 4 и установку ветвистых завес 5 в районе ост- ровов-осередков К, Л и М.

Целесообразной очередностью возведения сооружений и выпол­ нения прорезей в этой схеме улучшения участка можно считать сле­ дующую. Вначале выполняются все дноуглубительные и скалоуборочные работы. При этом отвалы грунта из прорезей-подрезок и спрямляющих каналов используются либо для подъема отметок бровок их берегов, либо для локализации нерабочих емкостей рус­ ла и примыкающих к судоходной трассе проток-рукавов, либо для повышения отметок побочня переката (см. рис. 59). Затем осуще­ ствляется строительство верхнего по течению сооружения Шемера / и дамбы-запруды 4. В последнюю очередь следует возводить ниж­ нее по течению сооружение Шемера 2, если регулирующее действие сооружения / по переводу потока из главного русла в спрямляющий канал окажется недостаточным, а также дамбу-запруду 3, если в проектных условиях направление движения по перекрываемой ею протоке изменится на обратное. При этом может оказаться доста­ точным возвести дамбу-запруду 3 в виде сквозного сооружения из ветвистых завес, так как ожидаемое первоначальное превышение свободной поверхности правого, в этом случае судоходного рукава (в районе истока Ср. Межостровной протоки), над левым, теперь несудоходным рукавом (в районе устья этой же протоки), вряд ли будет значительным. Т а к ж е как и в схеме первого варианта улуч­ шения участка, установку указанных ветвистых завес и завес, обо­ значенных цифрой 5, нужно производить во время прохождения ближайших двух-трех весенних паводков.

Выше отмечалось, что при втором варианте улучшения участка следует ожидать большого объема дноуглубительных работ. Дей­ ствительно, расчеты показали, что разработка верхнего и нижнего спрямляющих каналов потребует извлечения 285 тыс. ж3 грунта. Кроме того, необходимо будет выполнить эксплуатационные дно­ углубительные работы на 4-х прорезях с объемом 7,1 тыс. ж3 и, воз­ можно, скалоуборочные работы.

В то же время при первом варианте придется выполнить эксплу­ атационные дноуглубительные работы также на 4-х прорезях-под­ резках, но всего лишь в объеме 5,4 тыс. ж3 грунта.

Что же касается объемов выправительных работ, то они в обоих вариантах улучшения участка отличаются незначительно. Поэтому в ближайшее время речь может одти о реализации Управлением пути первого варианта коренного улучшения затруднительного участка.

В заключение отметим, что применительно к схеме первого ва­ рианта улучшения участка были выполнены расчеты распределения расходов воды по рукав'ам при проектном уровне и уровне, превы­ шающим проектный на 2 м, результаты которых сводятся к следу-. ющему:

Приведенные результаты расчетов показывают, что принятый состав сооружений является обоснованным и необходимым. Воз­ можно в дальнейшем придется прибегнуть к постановке ветвистых завес и в Н. Межостровной протоке с целью большей концентрации расхода воды на нижней части участка в левом судоходном рукаве (при расчетах влияние дополнительного сопротивления потоку от кольматирующих сооружений 7, 8, 9 и 10 не учитывалось, что пошло в запас надежности их результатов). Не исключается также необхо­ димость в перекрытии либо ветвистыми завесами, либо обычной запрудой истока протоки Тузинки, которая в течение последней на­ вигации 1972 г. существенно углубилась. Это произошло вследствие того, что пески перед истоком названной протоки, которые рекомен­ дуется закрепить с помощью рассадки ивняка ч к концу навигации 1.972 г. оказались в значительной своей части подрезанными пото­ ком и угол ответвления протоки от основного русла вместо тупого

оказались выше размывающих и находятся в диапазоне 2—3 м/сек. В бытовом состоянии эти скорости при проектном уровне и уровне, превышающем проектный на 0,50—0,75 м, снижаются соответствен­ но до 1,0—1,5 и 1,5—2,0 м/сек. Характер изменения бытовых скоро­ стей течения на участке, заключающийся в их уменьшении по мере снижения уровней воды, позволяет считать применение выправи­ тельных сооружений меженного регулирования (высотой до 2 м над