книги из ГПНТБ / Чернышов, Ф. М. Повышение эффективности путевых работ на многорукавных участках судоходных рек учеб. пособие
.pdfхода в его верхней части в крайнем левом положении, а в нижней части участка — на создание надежного перехода судового хода к правому берегу. В то же время, как уже отмечалось, данный учас ток представляет собой сочетание русловой островной (верхняя часть) и мелко-островной и осередковой (нижняя часть) многорукавностей. Поэтому, согласно описанной в § 3 классификации мно горукавных участков и приведенных там же рекомендаций по ра циональному закреплению положения судового хода на них, пред почтение следует все же отдать второму варианту улучшения участ
ка (см. рис. 37). |
Действительно, как |
показывает практика, |
на уча |
|
стках с русловой |
мелко-островной и |
осередковой |
многорукавно |
|
стью в большинстве случаев эффективность путевых |
работ |
выше, |
||
когда судовой ход закрепляется по уже сформировавшейся |
линии |
максимальных глубин. Особенно этому следует придерживаться в случаях, когда имеющиеся несудоходные рукава очень слабо разви
ты и легко могут быть -локализованы, что и является характерным |
|||||
для рассмотренного участка. |
|
|
|
|
|
Схема 2. На рис. 38 показан затруднительный участок, характе |
|||||
ризующийся пойменной |
и русловой |
многорукавностью, |
который |
||
включает Мочищенские, |
Базиковский |
и |
Кубовинский |
перекаты. |
|
Этот участок размещается тоже в среднем течении |
реки |
Оби, осо |
|||
бенности геоморфологического строения |
долины |
которой |
описаны |
||
выше. Следует добавить, |
что здесь |
имеются трудноразмываемые |
грунты, особенно в районе правобережной части русла Кубовинского переката (рис. 39 и 40).
На этом участке основные затруднения для судоходства наблю даются на Базиковском и Кубовинском перекатах, находящихся пе ред сужением долины, которое создает подпор на них в период про хождения паводков (см. рис. 22). Кром"е того, затруднения на этих перекатах возникают также из-за слива паводковых вод на право бережную пойму, примыкающую сверху к Нижнему селению.
Существовавший последние несколько десятков лет судовой ход проходил по основному руслу участвд: сначала вдоль правого бере га с переходом к левому берегу, затем от левого берега переходил к правому, на некоторой длине располагался вдоль него, далее — от правого берега и о. Птичий опять переходил к левому берегу. Пере ходом судового хода от левого берега к правому характеризуется и самая верхняя часть участка, имеющего общую протяженность око ло 20 км. На этой длине участка расположено пять перекатов, кото рые формируются при высоких уровнях вследствие несовпадения направлений весеннего и меженного потоков. К основным недостат кам этого положения судового хода можно Отнести следующие:
V 1) потребность в ежегодных дноулубительных работах почти на всех перекатах. Так, только за период 1962—1971 гг. на Мочищек-
ских перекатах было извлечено около 2,6 млн, м3 |
грунта, на Бази |
|||
ковском—'также 2;6 |
млн. мг и на Кубовинском — почти 4 млн- |
м%. |
||
2) непостоянство |
положения, судового хода |
на |
перекатах, |
осо |
бенно на верхней половине участка, вследствие чего |
в.отдельные го- |
Рис. 39. Лнтологический профиль русла р. Оби в районе Мочищенских перекатов
ды его кривизна становится значительной и затрудняет встречное движение судов и составов;
3) наличие свальных течений, направленных в истоки несудо ходных рукавов у приверхов островов Рыбачий, Кустарь и Птичий; 4) развитие процесса боковой эрозии в районе размещения при чалов Верхнего селения, вызывающее образование вдоль правого, ведущего берега нежелательной выбоины, а также осложнения в работе здесь местных причалов и подходных к ним с суши комму
никаций.
Положительйой стороной следует считать размещение судового хода в основном русле, учитывая наличие на участке двусторонней
поймы. |
' |
В целом затруднительный участок относится |
к малоустойчивым |
(коэффициент Лохтина для его верхней части равен 4,9, а для ниж ней— 2,1). Очевидно, такая малая устойчивость русла на участке должна быть принята во внимание при выборе схемы его улучше ния. В частности, повышение устойчивости этого участка реки мо жет быть достигнуто объединением отдельных островов в более крупные грунтовые массивы.
На состояние большинства перекатов оказывает отрицательное влияние также наличие несудоходных рукавов, отвлекающих значи тельную долю расхода воды из главного русла. Так, согласно расче там по левобережным рукавам при проектном уровне проходит око ло трети общего расхода воды в реке, равного 1200 м3/сек. Пример
но такая же доля'общего расхода, равного 3750 м3/сек, |
проходит по |
левобережным рукавам при уровне, превышающем |
проектный на |
2,7 м. |
|
Учитывая приведенную водно-путевую и морфологическую ха рактеристики участка, а также наличие в Управлении пути земле сосов производительностью 1000 и 2500 м3/час, можно осуществить один из следующих1 двух вариантов его коренного улучшения.
Первым вариантом, предусматривается закрепление существо вавшего многие годы положения судового хода путем искусственно го формирования из имеющихся островов и осередков 4-х больших побочней А, Б, В и Г вдоль основных берегов участка (рис. 38). Со здание крупных грунтовых массивов-побочпей обеспечивает повы шение коэффициента устойчивости русла. Этот вариант целесооб разен для таких многорукавных участков особенно тогда, когда в Управлениях пути отсутствуют мощные землесосы и нет возможно сти выполнить в короткие сроки капитальные, дноуглубительные ра боты с объемом в несколько миллионов кубометров.
Вторым вариантом предусматривается коренное улучшение уча стка с проложением судового хода в его нижней половине вдоль ле
вого пойменного берега (см. на рис. 38 положение |
прорези, |
пока |
занное пунктиром). В этом варианте объединение |
островов |
и осе |
редков предполагается осуществить в очень большой правобереж ный «побочень», речным контуром которого должны служить ост рова: Рыбачий, Кустарь, Песчаный, Безымянный и Птичий. Реаль
ность в формировании такого грунтового массива |
можно усмот |
реть из морфологии примыкающего сверху участка |
(см. рис. 38), на |
котором о. Сивков вместе с о. Чаячий и выполняют роль такого мас- сива-побочня, но уже со стороны левого берега. При этом размеры грунтового массива, образуемого островами Сивков и Чаячий, очень близки к размерам будущего правобережного «побочня». К поло жительной стороне этого варианта улучшения участка следует от нести то, что капитальная прорезь, проложенная вдоль левого бере га, является почти прямым продолжением верхней плесовой лощи ны Н. Мочищенского переката.
При осуществлении улучшения многорукавного участка по пер- • вому варианту необходимо обеспечить своевременный и плавный пе ревод потока от правого берега к левому на 1-м Ср. Мочищенском
1перекате, а также перед приверхом о. Кустарь•— от левого берега к правому. Последнее особенно важно обеспечить, так как система левобережных рукавов, расположенная ниже этого перевода, мо жет при определенных условиях получить развитие.
Для коренного закрепления существовавшего до навигации 1970 года положения судового хода можно рекомендовать следую-
пркЛ-ои Мочищенскии
:кй.іЬ |
ске.83 |
скв.70 |
скв.72 |
cice.79 скв.ЗО |
ш&Ь |
=- і
-. —і
Рис. 40. Литологйческий профиль
eice.S4' cice.Tt русла р. Оби на участке 2 Ср. МочищенскийХромовский перекаты
щие сооружения, прорези и отвалы грунта (см. рис. 38). Повышен ная запруда 2 перекрывает несудоходный рукав между островами
Рыбачий и Б. Кустарь и совместно с плечом яра правого |
пойменного |
||
берега активно способствует переводу потока к левому |
берегу по |
||
направлению существующего судового хода. Кроме того, |
запруда |
||
значительно сокращает период |
транзита наносов через |
этот рукав |
|
и поступление их на перекаты, |
расположенные ниже устья |
рукава. |
Небольшая дамба 3 весеннего регулирования, примыкающая к мысообразному левому берегу, выполняет две роли: обеспечивает свое временный перевод потока от этого берега к правому по существу ющему судовому ходу и способствует отвлечению наносов в левобе режный несудоходный рукав. Весенней эта дамба принята для уве личения расхода воды во время половодья в районе Базиковского и Кубовинского перекатов, чтобы компенсировать слив весенних вод этих перекатов на правобережную'пойму. Повышенная продольная дамба 4, соединяющая острова Кустарь и Песчаный, предназнача ется для упорядочения потока на Базиковском перекате и устране ния; совместно с сооружением 2, блуждания судового хода на нем, вызванного периодическим нарастанием то левых, то правых пес ков. Полузапруда 5 меженного регулирования перекрывает глубо кую нерабочую емкость участка вдоль правого берега, отрицатель но влияющую на глубины по судовому ходу. Кроме того, это соору жение одновременно будет способствовать как надежному переводу судового хода от правого берега к левому, так и дальнейшему его закреплению вдоль последнего, где в навигацию 1973 г. Управлени
ем пути запланировано выполнить капитальную прорезь |
длиной |
|
2,1 км с извлечением из нее 0,5 млн. л*3 грунта |
(ее начало |
показано |
на рис. 38). Попутно отметим, что оставление |
неперекрытым вдоль- |
|
берегового рукава в районе Нижнего селения |
объясняется |
камени |
стым дном, исключающим его развитие и потребностью поселка в проточной воде.
Принятая компоновка выправительных сооружений позволяет создать на участке достаточно крупные грунтовые массивы-«побоч- ии» А, Б, В и Г и этим обеспечить повышение коэффициента устой чивости русла на нем, а сам участок вывести из числа лимитирую щих. Однако, приведенного состава сооружений, учитывая наличие на участке большого количества сравнительно низких островов и других песчаных образований, может оказаться недостаточно для полного исключения на нем эксплуатационного землечерпания.
Учитывая, что процесс размыва русла на участке за счет дейст вия выправительных сооружений обычно занимает длительный пе риод, дополнительно к эксплуатационным прорезям на Мочищенском, 1-м и 2-м Ср. Мочищенских, Базиковском и Кубовинском пе рекатах, предусматривается подрезка правобережных "песков на Н. Мочищеиском перекате, примыкающих к о. Рыбачий. Этой под резкой преследуется расширение входа в судоходный рукав, чтобы увеличить его пропускную способность. Подрезку следует выполнить
при высоких.уровнях воды, чтобы ближе примкнуть,отвал грунта к о. Рыбачий,
Прорезь 6 на 1-м Ср. Мочищенском перекате выполняется со значительным уширением в сторону левой по ходу судов сверху кромки, чтобы обеспечить плавный переход судового хода от берега к берегу и лучшее согласование его с направлением весеннего пото ка. При этом имеется в виду, что в последующем, за счет подпора от
повышенной запруды |
2, корыто |
1-го Ср. Мочищенского |
переката. |
еще более сместится |
к ухвостью |
о. Сивков, в результате |
чего на |
всех переходных участках будет достигнута однозначность кривиз ны потока и судовой ход примет правильную синусоидальную фор му (восьмерки). Это смещение стержневой части потока существен но ослабит усиливающуюся в последнее время бокововую эрозию правого берега, вдоль-которого на подходе к 1-му Ср. Мочищенскому перекату размещены причалы Верхнего селения. В случае даль нейшего размыва правого берега и развития в нем выбоины будет необходимо предусмотреть возведение системы повышенных берего защитных шпор [17] в районе этих причалов. Эти шпоры могут быть использованы также в качестве, противопожарныхсъездов и под ходных путей к причалам. Длину шпор, как показали расчеты, доста точно принять равной 40 м, а расстояние между ними 110 м. Их чис
ло, с учетом увеличения в перспективе протяженности |
причальной |
||||
линии, целесообразно |
принять |
равным 7—8 |
(район |
размещения |
|
причалов и системы |
шпор, |
обозначенный |
цифрой |
1, показан на |
|
рис.38). |
|
|
|
|
|
Отвал грунта из прорези 6 целесообразно |
разместить у |
песков |
|||
ухвостья о. Сивков. Отвал из прорези 2-го Ср. Мочищенского |
пере |
ката следует положить на верхнюю косу переката с целью ликвида ции дальнейшего развития вдоль левого берега затонской емкости, что обуславливает необходимость завершения работ по этой проре зи до наступления низких уровней.
Очередность возведения сооружения и разработки прорезей мо жно рекомендовать следующую. Вначале выполняются намеченные дноуглубительные работы, при этом прорези на перекатах, исклю чая прорезь 6 на 1-м Ср. Мочищенском перекате, разрабатываются эксплуатационными, а отвалы грунта из них укладываются в ука занных, на схеме местах. Затем возводятся сооружения 2, 3 я 4 я, на конец, сооружения 1 и 5. Отнесение строительства шпор 1 к самой последней очереди работ рекомендуется потому, что может ока заться достаточным укрепление берега лишь отсыпкой слоя гравия толщиной 0,6—0,7 м.
Перечисленными путевыми мероприятиями рассматриваемый
затруднительный |
участок трансформируется |
в верхней, своей |
части |
в однорукавный, |
а в нижней — по существу, |
в двухрукавный, |
где |
левобережный рукав выполняет роль наносоотсасывающего. |
|
Для осуществления второго варианта коренного улучшения уча стка, в котором положение и закрепление верхней части судового хода не меняется, а нижняя часть судового хода прокладывается и
закрепляется вдоль пойменного левого берега, необходимо: а) вы полнить капитальную прорезь 7 вдоль левого берега в районе остро вов Кустарь и Безымянный; б) сохранить сооружения 1, 2 и 5; в) переместить голову сооружения 4 от приверха о. Песчаный к приверху о. Безымянный; г) исключить дамбу 3; д) предусмотреть по вышенную продольную дамбу для соединения островов Рыбачий и Кустарь, чтобы перераспределить весенний и меженный расходы воды в пользу левого рукава, если, конечно, расчеты покажут, что эта дамба и другие повышенные сооружения не приведут к разви тию полоя на правой пойме и других нерабочих боковых емкостей при пропуске паводка и е) предусмотреть повышенную дамбу-стрел ку от ухвостья о. Песчаный для плавного соединения потоков и осу ществить, как и в первом варианте, разработку прорезей на 1-ми 2-м Ср. Мочищенских перекатах.
Сопоставление обоих вариантов улучшения судоходных условий на участке показывает, что объемы выправительных работ для них оказываются близкими, а объемы дноуглубительные работ будут выше во втором варианте. В тоже время, 'при втором варианте улуч шения затруднительный участок на'всем протяжении трансформи руется из многорукавного в однорукавный. что может обеспечить большую, чем при первом варианте, его устойчивость.
Поэтому Управлением пути в навигацию 1970 года и была раз работана вдоль левого пойменного берега капитальная прорезь с подрезкой части о. Безымянный, объем которой получился несколь ко более 2 млн. мг (рис. 38 и 41,а). При этом принималось во вни мание, что капитальная прорезь размещается преимущественно на легко разрабатываемых землесосами грунтах, в то время как под держание судового хода на Базиковском и Кубовинском перекатах связано с необходимостью разработки более тяжелых грунтов (см. рис. 40). Причем, прорезь разрабатывалась в начале навигации и, как следовало ожидать, существенно повлияла на ухудшение судо ходных условий на Н. Мочищенском, Базиковском и Кубовинском перекатах. В то же время выполненная прорезь не получила даль нейшего развития по всей своей длине. Более того, в верхней части прорези, перед приверхом и за ухвостьем о. Безымянный, проектная изобата вскоре оказалась разомкнутой и приходилось выполнять дополнительные дноуглубительные работы, благодаря которым все же удалось получить в конце навигации 1970 года глубокий и доста точно широкий судовой ход вдоль левого пойменного берега (рис. 41,6). Однако в навигацию 1971 года в нижней части этой ка питальной прорези со стороны левого берега развился побочень, ко торый, несмотря на его подрезку, стремится» восстановить свои прежние очертания, а также искривить и сузить судовой ход. Поэто му для обеспечения устойчивости левобережной прорези на дли тельный период времени необходимо выполнить весь объем выпра вительных работ, предусмотренный в схеме второго варианта улуч-^ щения участка. При этом возведение так называемых дополнитель- " ньіх продольных сооружений (см. выше) следует отнести к послед- 86
ней очереди, так как при благоприятных гидрологических условиях предусмотренное схемой объединение островов Рыбачий и Кустарь R единый массив может произойти естественным путем. В частности, съемки этого участка в последующие 1971 и 1972 гг. указывают на наличие здесь такой направленности руслового процесса. Вполне BepqaTHO и то, что уложенные из капитальной прорези отвалы грун та между островами Кустарь, Безымянный и Песчаный и ниже мо гут исключить потребность в строительстве здесь как дамбы 4, так и стрелки от о. Песчаного.
0Т1ЛЛЫ ГРУНТА
Рис. 41. Затруднительный участок р. Оби в районе намеченных работ по съемкам 1970 г. ( а — д о разработки капитальной прорези и б — в конце
навигации)
Следует также отметить, что в навигацию 1973 г. Управлением пути запланировано возвести в верхней части затруднительного уча стка со стороны левого берега продольную струенаправляющую дамбу 8, длиной около 2 км 1 (см. рис. 38)- Конечно, такое сооруже ние как при первом, так и при втором вариантах коренного улуч шения участка окажет положительный эффект и позволит Объеди нить острова Сивков и Чаячий в единый массив, а на Мочйщенском перекате полностью исключить эксплуатационные дноуглубитель ные работы.
Схема 3. |
На рис. 42 показан третий |
затруднительный |
участок |
р. Оби с пойменной многорукавностыо |
и достаточно выраженным |
||
положением |
судоходного рукава. Общий расход воды на |
участке |
при проектном уровне, также как и на. двух предыдущих, составля-
Рис. 42. Схемы коренного улучшения судоходных условий на многорукаоном участке р. Оби в районе Елобогатских перекатов:
а—1-й вариант; б—2-й вариант