УСТОЙЧИВОСТЬ РУСЛ КАНАЛОВ И РЕК-ВОДОПРИЕМНИКОВ 17.1. ВИДЫ ДЕФОРМАЦИИ РУСЛ Основная причина разрушения русл мелиоративных каналов и рек-во- доприемников — воздействие на них природных факторов, из которых глав- ную роль играют русловые, грунтовые и поверхностные воды, а также про- мерзание и оттаивание грунта, ветровая эрозия и др. Причиной поврежде- ния русл бывают и факторы искусственного происхождения, такие, как не- упорядоченные переезды и перегоны, стеснение и засорение русла. Ниже рассмотрены наиболее распространенные виды деформаций. Размыв русла. Дно русла, и особенно подводная часть откосов в не- устойчивых грунтах, размывается русловым потоком на тех участках, где уклоны и соответственно скорости превышают — значения, допустимые на размыв. Процесс размыва русла идет обычно до тех пор, пока не наступит равновесие между касательным напряжением потока и сопротивлением по- верхности слоя грунта размыву. Неустойчивы к размыву — мелкозерни- стые и пылеватые песчаные и супесчаные грунты; к более устойчивым от- носятся грунты, обладающие сцеплением: глины, суглинки, торфы. Надвод- ная часть откосов может размываться склоновым потоком, возникающим в период снеготаяния’ и дождевых ливней. Достаточная защита откосов от эрозии дождевой водой (при упорядоченном отводе притекающих со сто- роны поверхностных вод) — создание на их поверхности устойчивого тра- вяного покрова. Предупреждение размывов‚ вызываемых `русловым пото- ком, достигается следующими способами: созданием в русле допустимых на размыв уклонов и скоростей; приданием руслу надлежащих морфометри- ческих параметров (средней глубины и ширины поверху), при которых оно будет находиться в динамически устойчивом состоянии (см. раздел 17.9); применением соответствующих конструкций креплений (см. раздел 17.3). клоны уменьшают до допустимых значений на размыв посредством удли- нения трассы канала или путем устройства быстротоков или перепадов, со- блюдая при этом требования сопряжения в вертикальной плоскости водо- проводящей сети высшего и низшего порядка. Для предупреждения местных размывов русл каналов, подводящих воду к насосным станциям, а также в нижнем бьефе за водорегулирующими со- оружениями на осушительно-увлажнительных жканалах и реках-водоприем- никах необходимо поддерживать соответствующий режим работы станций и эксплуатации сооружений, обеспечивающий допустимую скорость снижения уровня воды в русле. Оползание и оплывание откосов. Откосы осушительных каналов и зем- ляных дамб в зоне высачивания грунтовых вод подвергаются фильтрацион- ному давлению, которое вызывает нарушение их местной устойчивости, то ©есть оплывание поверхностного слоя грунта. ЭТ\ОТ процесс протекает ин- тенсивно в мелкозернистых, пылеватых песчаных и супесчаных грунтах, 0со- бенно при их слоистом сложении и залегании у подошвы откосов ПЛЫВ)"НГНЫХ Ррунтов. Расположенные над плоскостью выхода фильтрационною потока грунтовые массы, не имея под собой устойчивого основания, оползают в русло (бъеф сооружения), и откосы уполаживаются. Наличие оползней при- водит к потере общей устойчивости откосов. Поэтому при расчете откосов необходимы оценка их местной устойчивости (см. раздел 17.2), назначе- ние соответствующих коэффициентов заложения оюткосов, а также их креп- ление фильтрующими материалами (пористым бетоном, гравием, щебнем и 230 ›поверхностного слоя откосов в связныХ глинистыХ И суглинистых грунтах, › особенно в позднеледниковых ленточных отложениях. Вследствие миграции влаги к фронту промерзания такие грунты перенасыщаются, теряют свою капиллярную связность и сопротивляемость сдвигу. Надежная защита та- ких грунтов от разрушения во многих случаях — одерновка или покрытие откоса слоем растительного грунта необходимой толщины. Заиление и зарастание русла. Русла заиляются при размывах откосов и берегов (смытый с откосов грунт откладывается на дне русла), скоростях. течения воды в русле, имеющих значения менее допустимых на заиление, в местах значительного уменьшения уклона дна, при внезапном увеличении живого сечения, на устьевых участках водотоков в зонах подпора от во- дотока высшего порядка, при транспортирующей способности принимающих водотоков ниже, чем впадающих, наличии водной и ветровой эрозии почв на прилегающих к водотоку мелиорированных землях. Для предупреждения заиления русл необходимо предусматривать сле- дующие мероприятия: обеспечивать надлежащую УС’ПОЙЧНПОСТЬ откосов и берегов; создавать в руслах скорости, соответствующие незаиляющим; обес- печивать одинаковую по всей длине(и.пи несколько возрастающую вниз По течению) транспортирующую способность потока; намечать преимуществен- но луговое использование прилегающей к водотоку территории, а вдоль рек- водоприемников и крупных каналов сохранять существующие или создавать новые лесокустарниковые полосы, защищающие их от склоновой водной и ВЕТрОВОЙ эрозии; поддерживать надлежащий технический уход за водото- ками в период их эксплуатации с периодической очисткой русл от нано- сов; предусматривать (при необходимости) устройство воронок-водовыпусков для поступления поверхностного стока, напосоуловителей ИЛлИ СОПрЯГЗЮЩНХ сооружений в зонах подпора, местах резких уширений русл, переломов уклонов с большего на меньший; сопрягать впадающий канал с принимаю- щим в местах слияния потоков под углом @=20...60°, так как при @7>60° имеют место большие подпоры, а при @=90° они достигают максимального значения, и соответственно наблюдается наибольшее отложение наносов. Зарастание русла, вызывающее резкое снижение его пропускной спо- собности, происходит, как правило, в местах заиления, где ил содержит пи- тательные вещества для растений (русла проложены в низинных торфяных грунтах, пойменных аллювиальных отложениях, супесях и суглинках). Ос- новное мероприятие по предупреждению зарастания русла — создание в нем ›° таких средних скоростей течения воды, при которых наблюдается движе- ние донных наносов, не позволяющее закрепляться семенам растений. Эти скорости в меженный период должны быть не менее 0,3...0,45 м/с в мел- козернистых песчаных и супесчаных грунтах и 0,45...0,70 м/с в средне- и крупнозернистых песках, суглинках и торфах. Откосы русл выше меженного уровня воды окашивают в период эЭкс- плуатации водотоков. Небольшой меженный расход воды сосредоточивают в узкой закрепленной донной траншее, где увеличивается глубина потока и поддерживается его скорость в выше указанных пределах. — Возможность зарастания русла снижается также своевременной (механизированной) очист-+ кой русла от ила, бузы, растительных остатков, исключением сброса в русло сточных вод. Дополнительные мероприятия по предупреждению — зарастания русл — различные приемы по их затенению: древесно-кустарниковые посадки вдоль широких каналов, покрытие поверхности ©откосов черной — полиэтиленовой пленкой и Т. д. 17.2. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ РУСЛ Под устойчивостью русла понимают способность русла сохранять свой азмеры, форму и плановое положение под воздействием водного и фильт- ›ационного потоков, а также атмосферных факторов, или, другими слова-