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

протяженность более 20 км и вклю­ чающий в себя 4 переката. На этом участке до его коренного улучшения очень часто возникали серьезные за­ труднения для судоходства, особен­ но в годы с,низкой продолжительной меженью.

Дноуглубительные работы здесь качали проводить с 1943 г., которые затем выполнялись почти ежегодно до 1959 г. Примерно к этому же вре­ мени были закончены проводившие­ ся на участке в течение 1 і лет (1951 —1961 гг.) выправительные ра­ боты (см. рис. 7).

Русло реки имеет широкую двух­ стороннюю пойму. Слабая структура грунтов левого и приостровных бере­ гов, легко поддающихся размыву и разрушающему воздействию льда, послужила одной из основных при­ чин преобладания здесь боковой эрозии над глубинной и разделения русла на рукава. Левый берег почти на всем протяжении участка поймен­ ный. Правый кореной берег высокий, незатопляемый во время : весенних паводков и сложен из трудно размы­ ваемых пород с выступами в отдель­ ных местах скалы. Наличие разветвленности приводило к отвлечению значительной доли общего расхода воды в реке, (при проектном уровнеон равен примерно 470 мъ\сек) з не­ судоходные рукава (до 35%). При этом большая часть отвлекаемого расхода приходилась на левый у острова Г Аранецкий рукав (см: рис. 7).

Ї957 г. струе и а и р ав.і яющ у ю да м б\ 4, продолжало проходить при средних и высоких уровнях со значительными сбойными течения­ ми, что отрицательно сказывалось на состоянии Третьего переката. Поэтому в дальнейшем да-мбу 4 пришлось удлинить и были допол­ нительно построены траверсы 5 и 6, прерывное сооружение 7, про­ дольная дамба 8, система коротких полузапруд 9 и 10, а также про­ изведена рассадка ивняка 'на ухвостье острова В в районе соору­ жений 5, 6 и ниже. При этом возведением сооружений 8, 9 и 10 од­ новременно преследовалась цель локализации Аранецкого рукава. Наличие повреждений корневых частей у запруды 2 и обмеление Второго переката принудило также к дополнительному возведению сооружений 11, 12 и 13.

представляет собой грунтовое сооружение со свайносквозным яд­ ром, а в нижней— просто грунтовое сооружение, закрепленное кам­ нем в плетневых клетках; в) траверсы 5 и 6 построены свайно-сквоз-

с 1960 г. по 1966 г., на нем совершенно не 'производились дноуглуби­ тельные работы, хотя гарантированные габариты пути возросли за это время (по сравнению с 1950 г.) в 1,5 раза.

Однако с 1967 г. этот участок р. Печоры стал снова -затрудни­ тельным для судоходства, и с этого времени приходится ежегодно производить на нем эксплуатационные дноуглубительные работы $ значительных объемах (за 6 последних лет извлечено 1,5 млн. м3 грунта). Такое положение можно объяснить следующими причина­ ми. Во-первых, большинство сооружений свайно-сквозной конструк­ ции вскоре же были частично или полностью разрушены ледоходом, а легковыправительные сооружения из елочных завес эффекта не дали и также быстро повреждались ледоходом. Во-вторых, все со­ оружения строились низкими и поэтому они необходимого регули­ рующего воздействия на поток при средних и высоких уровнях ока­ зать не могли. В-третьих, осуществленная схема улучшения участ­ ка имела недостаток в том, что ею не было предусмотрено перекры­

правому, так как в этом случае, учитывая плановые очертания этого побочня и речных берегов островов Б и В, создаются благоприят­ ные условия по отжиму потока в Аранецкий несудоходный руказ.

Очевидно и то, что этот Же побочень и пески приустьевой' части Да­ ниловского рукава вместе с выходящим из него потоком воды способствовуют более активному отвлечению расхода воды из основно­ го русла в правобережные рукава, когда запруды в них оказывают­ ся затопленными.

Принимая во внимание отмеченное, а также возможный рост в последующем габаритов пути, можно рекомендовать для заверше­ ния схемы коренного улучшения Борисдикостского участка следую­ щие дополнительные мероприятия: а) возвести в нижней части Да­ ниловского рукава запруду 17 (желательно повышенной); б) под­ нять отметку гребня запруды 2 (см. соображения по аналогичным запрудам предыдущего примера); в) осуществить подрезку мыса правого берега перед островом А и осередка с каменистыми вклю­ чениями на Первом перекате и г) построить со стороны левого бе­ рега полузапруды 14, 15 и 16 меженного регулирования, поскольку здесь могут оказаться тяжелые условия для пропуска льда во время ледохода. Что касается запруды 1, то ее целесообразно сохранить низкой по двум .причинам: а) исток правобережного рукава ответ­ вляется от основного русла под углом, превышающим 90° и, следо­ вательно, этот рукав будет работать при затопленной запруде как наиосоотсасывающий, а при нез атопленной — как наносопринимаїрщий; б) в нижней части рукава расположено селение, которое нуж­ дается в наличии вдоль берега проточной воды, что также должно учитываться при проектировании путевых работ на. судоходных реках.

Определение отметки гребня запруды 17.следует производить из условия полного размещения кривой подпора от нее внутри рукава во время прохождения средних невысоких весенних -паводков. Это. позволит в период проявления повышенной интенсивности русло­ вых процессов на участке сохранить естественный режим распреде­ ления наносов между перекрываемым рукавом и основным руслом в месте разделения потока. В тс. же время наличие в нижней части Даниловского рукава повышенной запруды позволит эффективно использовать большую часть рукава в качестве емкости для осаж­ дения поступающих сверху наносов и исключить их вынос в значи­ тельных объемах на нижележащие перекаты участка. Вероятность поступления большого количества наносов в левый рукав можно объяснить тем, что его исток примыкает к продолжению нижней части выпуклого берега, в сторону которого направлен поперечный уклон свободной поверхности главного потока, несмотря на то, что правый судоходный рукав здесь имеет боковое*ответвление.

Перечисленными дополнительными мероприятиями, по 'сущест­ ву,, полностью завершается положенная в основу схемы идея транс­ формации многорукавного затруднительного участка в однорукавны'й, что в условиях средней Печоры следует считать оправданным.

-Рассмотренные примеры далеко не исчерпывают все возможные схемы размещения выправительных сооружений и землечерпатель­ ных лрорезей на сложноразветвленных участках, так как многооб^ 22

разве плановых положений рукавов, отдельных перекатов и пере­ катных участков естественно определяет и большое разнообразие комплексов намечаемых путевых мероприятий.

При составлении таких схем должны строго учитываться все местныеусловия. Иначе и сооружения, и прорези не только не дадуг' необходимого эффекта, но могут увеличить объемы ежегодных дно­ углубительных работ. На это обращается внимание потому, что од­ на и та же схема расстановки сооружений может дать на одном пе­

при различных сроках строительства всего комплекса сооружений. Так, при выправлении Чакульско-Прилецких перекатов р. Вычегды вдоль правого берега быда разработана капитальная прорезь, а в левом рукаве построены в короткое время две запруды (рис. 8). Примерно та же схема была положена в основу улучшения Литвинрвского затруднительного участка р. Вычегды (рис. 9). В послед­ ыш случае вдоль правого «выпуклого» берега в 1962/63 г. была разработана капитальная прорезь общим объемом почти 2 млн. л*3

лішь одна полузапруда (рис. 10, а) . Если в 1960/61 г. на всей группе

рзи являлось продолжением направлений весеннего и меженного

ать сложноразветвленный затруднительный участок в однорукав- !ый или хотя бы в менее рукавный. Между тем, устойчивость проре- ;ГЙ; на Литвиновском затруднительном участке обеспечивалась, по существу, трлькб одной цолузапрудой, поскольку верхнее сооруже­ ние вскоре же было разрушено, в то время как на Чакульско-Пре-

лецкой группе перекатов, для Закрепления прорези дополнительно к указанным двум почти одновременно возведенным запрудам, было 1тоетрое'ног*еще четыре сооружения,,два из которых внутри самого судоходного рукава (см. рис. 8). Поэтому не случайно Литвинозский участок так и остался в числе затруднительных р. Вычегды. При этом лимитирующим на участке является В. Литвиновский пе­ рекат, гребень которого размещается почти в одном створе с полу­ запрудой (см. рис. 10,в).

Приведенные примеры также показали, что при выправлении многорукавных участков рек очень важно не только определить наи­ более перспективный для судоходных целей рукав, но и правильно выбрать те несудоходные рукава, которые остаются неперекрытыми и предназначаются в качестве наносопринимающих, а еще лучше — наносопривлекающих. Недооценка этого вопроса в существующей практике путевых работ наглядно проиллюстрирована Н. И. Маккавеевым'на ряде участков северных рек [7]. В частности, им рассмот­ рено несколько, случаев неэффективного решения задачи по корен­ ному улучшению разветвленных перекатных участков, явившихся

Следствием либо перекрытия запрудами наносоОтсасывающйх несу­ доходных рукавов, либо закрепления в них судоходных трасс.

Таким образом, как показывает практика улучшения судоход­ ных условий сложных разветвленных участков рек, успешное реше­ ние этого вопроса возможно лишь с помощью проведения комплек­ са выправительных и землечерпательных работ. При этом преоб­ ладающая роль должна отводиться выправительным работам, хотя не исключены условия, при которых основную роль будут играть капитальные землечерпательные прорези и их отвалы. Последнее может иметь место при разработке для судоходства нового рукава, примыкающего на всем своем протяжении к ведущему или корен­ ному берегу, или при разработке землечерпательной прорези вдоль коренного берега, но внутри существующего судоходного рукава. При этом отвалы извлеченного из прорезей грунта должны оформ­ ляться в виде «сооружений» и укрепляться. Кроме того, на совре­ менном уровне механизации выправительных работ превалирующая роль еще будет сохраняться за капитальным землечерпанием при улучшении многорукавных затруднительных участков больших рек, а также боковых и малых рек, эксплуатируемых в паводковый пе­ риод. , . > . . ' .

Анализируя опыт проектирования и производства путевых работ на многорукавных участках рек, представляется возможным опре­ делить наиболее существенные недостатки в их организации и вы­ полнении, устранение которых позволило бы значительно повысить эффективность осуществляемых мероприятий по улучшению судо­ ходных условий. К таким недостаткам можно отнести следующие:

1. Очень растянуты сроки производства путевых работ. Это,, как правило, приводит к излишнему строительству выправительных соо­ ружений, а иногда даже к напрасным затратам на осуществленные мероприятия по улучшению затруднительного участка,, которые своей цели не достигают.

2. Не уделяется должного внимания наносоуправляющим и дру­ гим типам сооружений, способствующим эффективному использова­ нию-полезной работы неперспективных для судоходства рукавов.

3.Отсутствие у проектировщиков и эксплуатационников водных путей стремления к широкому использованию моделирования сложноразветвленных затруднительных участков рек в предпроектный •период, а также к ведению натурных наблюдений за гидравличе­ ской работой .выправительных сооружений и землечерпательных про­ резей непосредственно на объектах.

4.Трудности в обеспечении объектов строительства выправи* тельных сооружений материалами (гравием, камнем и др.), позволя­ ющими широко механизировать работы по их возведению или креп­ лению, а также рабсилой. Это часто приводит к тому, что возведен-, ные грунтовые сооружения остаются не закрепленными и размыва­ ются, что отрицательно сказывается на состоянии затруднительного1 участка.

5.Чрезмерное увлечение строительством запруд в верхних участках рукавов. Такое их размещение оправдано лишь в отми­ рающих рукавах, или в рукавах, в которых до их перекрытия уже несколько лет идет процесс аккумуляции наносов.

6.Отсутствие в проектах обоснования и определения очередно­ сти возведения выправительных сооружений и землечерпательных прорезей, что приводите общему увеличению объемов и сроков за­ вершения путевых работ и отрицательно сказывается на их эффек­ тивности.

7.Отсутствие классификации (типизации) затруднительных для судоходства многорукавных участков рек и, следовательно, доста­ точно обоснованного подхода, как к составлению генсхем по их ко­ ренному улучшению, так и к оценке эффективности ранее выпол­ ненных на них выправительных и дноуглубительных работ.'

8.Отсутствие достаточно полных инженерных расчетных обос­ нований путевых мероприятий, учитывающих особенности их про­ ектирования в многорукавных руслах.

Отмеченные недостатки в практике путевых работ следует рас­ сматривать и как положения, учет которых в большинстве случаев может оказать существенное влияние на надежность обеспечения и поддержания проектируемых габаритов судового хода на многору­ кавных, затруднительных участках свободных рек.

по их коренному улучшению

Согласно последних представлений о классификации речных ру­ сел свободных рек, изложенных в монографии К- В. Гришанина [81,

две основные разновидности, определяющие собой пойменную многорукавность (рис. 11) и многорукавность русловую (рис. 12).

русла значительную часть расхода воды. В ходе деформаций про­

(незавершенное меандрирование, побочневый процесс и др.), что и должно учитываться при определении состава путевых мероприя­ тий. В целом на подобных участках основные течения речного по­ тока вполне согласуются с направлениями главного русла и проток

.(•достаточно длинных рукавов).

Для коренного улучшения судоходных условий на участках пой­ менной ашогорукавности следует применять в протоках выправительные сооружения весеннего регулирования, а в главном русле —

му такие участки принято подразделять на осередковую и остров­ ную многорукавность. Однако нередки случаи, когда затруднитель­ ные участки включают в себя оба эти вида многорукавности, обра­ зуя так называемую мелко-островную и осередковую многорукав­ ность.

Русловые деформации здесь выражаются в перемещении гряд, осередков, островов и в изменениях плановых границ основного рус­ ла, происходящих в результате деформации прибрежных рукавов или проток. При достаточно устойчивых берегах эти процессы могут проходить вне связи с ними.

Этот тип многорукавности русла определяет собой наибольшие затруднения для судоходства и является, наиболее сложным при обосновании состава путевых мероприятий. Можно лишь отметить, что широкое применение в проектах путевых . мероприятий здесь должны найти различного типа, наносоуправляющие и наносопривлекающие сооружения, а также Сооружения, способствующие, об­ разованию больших наносных массивов или объединению в группы мелких осередков и островов. Следовательно, для коренного улуч-, шения затруднительных участков с русловой многорукавностью должны использоваться выправительные сооружения всех трех ти­ пов регулирования: меженного, весеннего и повышенные. Особое внимание при производстве землечерпательных работ на таких уча­ стках должно уделяться обоснованию мест размещения отвалов грунта, так как они могут явиться причиной дополнительного деле­ ния потока на рукава и возникновения неблагоприятных деформа­ ций русла на выбранной трассе судового хода.

Наряду с наличием русел рек с пойменной и русловой многору­ кавностью, в действительности не менее часто могут встретиться промежуточные и смешанные формы многорукавности (рис. 13). Очевидным признаком смешанной или промежуточной формы мно-- горукавности является наличие крупных островов, имеющих значи­ тельное развитие^ по, ширине русла, а также достаточно длинных «обходных» рукавов.