Регулирование стока рек фильтрующими плотинами

• Автор: Боровков, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.22.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Фильтрующие плотины как средство регулирования стока и русел рек

1.1 Регулирование стока рек

1.2 Регулирование русел рек.

1.3 Конструкции фильтрующих плотин

1.4 Основные направления использования фильтрующих плотин.

Глава 2. Применение фильтрующих плотин для защиты от наводнений.

2.1 Причины возникновения наводнений

2.1.1 Общие сведения.

2.1.2 История и наводнения.

2.1.3 Катастрофические наводнения последних лет
2.1.4 Выявление причин возникновения наводнений
2.1.5 Глобальное потепление климата
2.1.6 Определение гидрологических характеристик при расчете гидротехнических сооружений.
2.1.7 Выводы.
2.2 Существующие способы защиты от наводнений.
2.2.1 Основные способы защиты
2.2.2 Эффективность использования инженерных способов защиты от наводнений .
2.2.3 Неинженерные способы защиты от наводнений
2.3 Защита от наводнений фильтрующими плотинами. Схема защиты населенных пунктов, расположенных в бассейнах рек Северного Кавказа и Дальнего Востока
2.3.1 Схемы защиты от паводков на территории Российской Федерации
2.3.2 Схема защиты г. Майкоп от наводнений.
2.3.3 Защита от наводнений Приморского края
2.3.4 Применение габионных плотин в схеме защиты от наводнений при помощи водохранилищловушек.
2.4 Выводы
Глава 3. Перекрытие второстепенных проток в многорукавном русле фильтрующими плотинами.
3.1 Идея метода и существо проблемы.
3.2 Проектная схема перекрытия проток на р. Амур
3.3 Опыт строительства объектов инженерной защиты на р. Амур
3.4 Выводы.
Глава 4. Использование фильтрующих плотин, образованных взрывом для регулирования речного стока
4.1 История возведения плотин направленным взрывом.
4.2 Особенности фильтрующих плотин, возводимых направленным взрывом
4.3 Способ защиты от наводнений фильтрующими плотинами, возведенными направленным взрывом.
4.4 Выводы.
Глава 5. Лабораторное исследование фильтрующих плотин.
5.1 Основные сведения.
5.2 Постановка задачи и схема лабораторной установки
5.3 Результаты эксперимента и их обработка
5.4 Выводы
Глава 6 Расчет фильтрующих плотин.
6.1 Основные сведения по расчету турбулентной фильтрации
6.2 Расчет турбулентной фильтрации по методике ВНИИГ им. Веденеева
6.2.1 Определение коэффициента турбулентной фильтрации.
6.2.2 Оценка геометрических характеристик структуры наброски.
6.2.3 Определение режима фильтрации в наброске.
6.2.4 Расчет турбулентной фильтрации сквозь однородную каменнонабросную дамбу .
6.2.5 Оценка фильтрационной устойчивости низового откоса.
6.2.6 Замыв каменной наброски песком.
6.3 Обобщение данных современных исследований и уточнение методики расчета фильтрующих плотин
6.4 Выводы
Заключение
Список литературы


Основными средствами реализации целей выправления русел рек являются регуляционные гидротехнические сооружения. При помощи выправительных сооружений достигается улучшение условий судоходства на затруднительных участках, улучшаются условия работы водозаборных сооружений, устраняются размывы берегов, улучшается пропускная способность русла и т. В отличие от регулирования стока, выправление рек не предусматривает полного перекрытия русла. Следовательно, сильного негативного воздействия на природу и коренного изменения гидрологического режима не происходит. К видам регуляционных сооружений относят: запруды и полузапруды, шпоры, берегоукрепления и т. В данной работе предлагается рассмотреть применение в качестве регуляционного сооружения - фильтрующих плотин. В частности, предлагается применение фильтрующих плотин при перекрытии второстепенных проток в многорукавном русле. Преимущество применения фильтрующих плотин перед глухими запрудами заключается в возможности пропуска фильтрационного расхода воды в нижний бьеф реки. Данный расход обеспечивает санитарный попуск и сохраняет проточность водотока. Подробнее вопрос вправления русел рек и выправительные сооружения будут рассмотрены в главе 3, посвященной использованию фильтрующих плотин для перекрытия второстепенных проток в многорукавном русле. Для использования фильтрующих плотин при регулировании стока и русел рек, необходимо разобраться в принципе действия данных сооружений. Выше было указано, что применение фильтрующих плотин необходимо для пропуска фильтрационного расхода в нижний бьеф. Действительно при создании обычных плотин: земляных, бетонных, каменных с диафрагмами и др. Поэтому для пропуска воды в нижний бьеф устраивают различные водопропускные и водосбросные сооружения. Эти сооружения очень часто являются весьма дорогостоящими и ответственными конструкциями, которые к тому же требуют обязательного эксплуатационного надзора и ухода. Кривые изменений уровней воды от расходов при перекрытии рек плотинами представлены на рис. Рис. В отличие от глухих плотин тело фильтрующей плотины представляет собой водопропускное сооружение. Кроме того, сброс воды при необходимости может осуществляться посредством перелива воды через гребень плотины. И если, сооружение выполнено по всем правилам и нормам, то перелив воды через гребень не представляет угрозы для устойчивости плотины, ее откосов и не происходит размыв дна в нижнем бьефе. Следует отмстить также весьма важное обстоятельство - процесс фильтрации воды через тело фильтрующих плотин является процессом саморегулирующимся, а это значит, что практически не требуется эксплуатационного надзора за процессом пропуска воды в нижний бьеф. Обеспечивать пропуск заданного фильтрационного расхода в нижний бьеф, при этом, процесс должен быть саморегулирующимся. Плотины могут быть переливными, при этом, должна обеспечиваться устойчивость плотины. Плотина должна быть выполнена из местного строительного материала (камень) или отходов строительного производства (неликвидные железобетонные блоки, балки), с целью минимизации затрат на строительство. Плотина из каменной наброски (рис. Представляет собой в поперечном разрезе призму. Верховой напорный откос рекомендуется делать с заложением 1:2, а низовой 1:3. Для отсыпки фильтрующей плотины применяется сортированный камень заданной крупностью. Крупность камня на гребне и откосах плотины должна удовлетворять условию устойчивости. Рис. Плотина из каменной наброски с водопропускными отверстиями (рис. При необходимости каменно-набросная плотина снабжается водопропускными трубами. Целесообразно водопропускные трубы располагать в нижней части плотины, так как при этом обеспечивается пропуск зарегулированного расхода в нижний бьеф без наполнения водохранилища. Водохранилище наполняется только во время паводка, когда пропускная способность фильтрующей плотины с трубой ниже фактических расходов в реке. Рис. Плотина из габионной кладки (рис. Данная конструкция фильтрующей плотины имеет вертикальную напорную грань, что обеспечивает экономию материала. Однако согласно ВСН-АПК 2. Рис.