Коренное улучшение судоходных условий

Коренное улучшение судоходных условий на свободных реках заключается в создании выправительной трассы с устойчивым судовым ходом, имеющим заданные габариты пути и удовлетворяющим требованиям безопасности судоходства.

К коренному улучшению судоходных условий относятся следующие виды работ:

– отторжение побочней; удаление береговых выступов и печин, отклоняющих поток от ведущего берега трассы и способствующих отложению наносов на судовом ходу;

– перенос судового хода в другой рукав на разветвленном участке; спрямление пойменных извилин; подрезки выпуклых берегов для увеличения радиуса поворота судового хода и выполнение работ, обеспечивающих сохранность этих подрезок на реках с песчаным руслом;

– намыв грунтовых дамб и продольных берегозащитных сооружений;

– увеличение гарантированной глубины и/или гарантированной ширины судового хода;

– строительство выправительных сооружений долговременного срока действия;

– скалоуборочные работы на транзитном судовом ходу.

Коренное улучшение затруднительных участков судоходных рек осуществляется обычно комплексом дноуглубительных и выправительных работ. На малых реках затруднительные участки могут эффективно улучшаться в результате проведения выправительных работ. На крупных судоходных реках коренное улучшение затруднительных участков зачастую достигается с помощью эксплуатационных и капитальных дноуглубительных работ.

В качестве выправительных сооружений на больших реках применяются преимущественно грунтовые сооружения как с укрепленной, так и с неукрепленной поверхностью. При возведении грунтовых сооружений стремятся использовать грунт, извлекаемый из капитальных дноуглубительных прорезей.

На судоходном плесе работы по коренному улучшению следует проводить одновременно на небольшом количестве затруднительных участков. В первую очередь коренному улучшению подлежат такие участки, где при значительных объемах ежегодных дноуглубительных работ не удается достигнуть устойчивого положения судового хода с заданными габаритами пути. К числу первоочередных объектов для улучшения судоходства относятся также участки, где необходимо вмешаться в русловой процесс, чтобы изменить его в благоприятном направлении.

Проект коренного улучшения должен охватывать весь затруднительный участок и осуществляться в возможно короткие сроки (в один – два года). Количество затруднительных участков, планируемых ежегодно для коренного улучшения, зависит от объемов работ на них и наличия необходимых технических средств.

При составлении проекта коренного улучшения следует оценить влияние работ по улучшению данного участка на состояние смежных участков, даже если они в настоящее время не представляют значительных затруднений для поддержания глубин.

Изменение режима вышележащего участка может произойти вследствие изменения отметок свободной поверхности на улучшаемом участке (изменений уклонов). Изменение режима нижележащего участка может произойти вследствие перемены положения динамической оси потока на улучшаемом участке и вследствие изменения тракта движения русловых наносов.

Разработка проекта коренного улучшения затруднительного участка должна осуществляться на специально поставленных русловых исследованиях и выполняться на основании детального анализа планового материала по участку за многолетний период, сведений о глубинах, объемах дноуглубительных работ, аварийности и т.д.

В результате обработки и анализа собранных данных должны быть установлены:

– характер затруднений, испытываемых судоходством на данном участке;

– причины затруднений для судоходства;

– общие тенденции руслового процесса на участке;

– интенсивность русловых переформирований (скорости перемещения побочней и кос, скорость смещения береговой линии и т.д.);

– причина недостаточной устойчивости прорезей и повторности дноуглубительных работ.

Собранные материалы должны содержать исходные данные для выполнения гидравлических расчетов, а по наиболее сложным участкам – данные для лабораторных исследований и математического моделирования характеристик движения воды и транспорта наносов.

Проект коренного улучшения затруднительного участка должен разрабатываться для нескольких вариантов. Если на участке возможен только один вариант коренного улучшения судоходных условий, то результаты проектирования необходимо сопоставить с вариантом эксплуатационного дноуглубления на существующем судовом ходу.

Разработанные варианты должны сравниваться между собой:

– по условиям судоходства;

– по материалам оценки устойчивости судового хода;

– по объемам и стоимости работ.

Оценка устойчивости судового хода должна производиться на основе анализа русловых переформирований, построения планов течения и расчетов русловых деформаций, а также по результатам лабораторных исследований и математического моделирования.

При разработке вариантов коренного улучшения судоходных условий на участке, в частности, при выборе планового расположения судового хода и выправительной трассы, а также при компоновке закрепляющих трассу сооружений, следует принимать во внимание условия движения потока в паводок при затопленной пойме. Необходимо, чтобы оси судового хода и выправительной трассы по возможности не составляли значительных углов с направлением паводкового потока.

Ширина и минимальный радиус кривизны выправительной трассы определяются путем гидравлического расчета, выполняемого при проектном уровне воды, или на основе эмпирических связей, установленных при анализе руслового режима реки на данном судоходном плесе. Ширина и минимальный радиус кривизны выправительной трассы должны соответствовать заданной гарантированной глубине на плесе.

Отметки гребней полузапруд определяются для случая их работы в затопленном состоянии. В качестве расчетного уровня в данном случае принимается уровень воды, при котором полузапруды начинают заметно перераспределять расходы воды по ширине русла. Для сооружений меженного действия таким уровнем обычно считается уровень руслоформирующего расхода.

Отметки гребней высоких полузапруд, регулирующих паводковый поток, следует рассчитывать при уровне, соответствующем высоте пойменных бровок.

Применяемые в большинстве случаев варианты конструкции запруд не позволяют иметь на них большие перепады уровней воды (более 0,5–0,6 м). Поэтому запруды, как правило, представляют собой сооружения меженного действия и должны рассчитываться при уровне, отвечающем руслоформирующему расходу воды.

При проектировании выправительной трассы и судового хода следует заботиться о том, чтобы средняя скорость течения не изменялась в больших пределах по длине реки в границах выправляемого участка. Недопустимо резкое местное сжатие потока, так как ниже участка возрастания скоростей неизбежно следует их снижение, где будет происходить отложение наносов. Увеличение скоростей против бытовых, даже в начальный период работы выправительных сооружений, не должно быть значительным.

2.2. Схемы коренного улучшения
затруднительных участков

В прямолинейных и слабоизогнутых однорукавных руслах с песчаными побочнями преобладают перекатные участки; в меандрирующих руслах рек – сильно извилистые участки; в разветвленных руслах – пойменные и русловые разветвления; в руслах с неразмываемыми грунтами – участки с каменистым и скальным дном.

Наиболее часто встречающиеся затруднительные участки образуют следующие четыре основные группы.