RU2230153C2 - Waterworks facility for protection against mudflow - Google Patents
Waterworks facility for protection against mudflow Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230153C2 RU2230153C2 RU2002106964/03A RU2002106964A RU2230153C2 RU 2230153 C2 RU2230153 C2 RU 2230153C2 RU 2002106964/03 A RU2002106964/03 A RU 2002106964/03A RU 2002106964 A RU2002106964 A RU 2002106964A RU 2230153 C2 RU2230153 C2 RU 2230153C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mudflow
- channel
- main river
- water
- basin
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Barrages (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к области гидротехнического строительства, а именно к строительству селезащитных сооружений, и может быть применено для защиты населенных пунктов и других объектов, расположенных в русле основной реки селевого бассейна, от затоплений водами основной реки в результате перекрытия ее отложениями конусов выноса боковых приточных селевых русел.The technical solution relates to the field of hydraulic engineering, namely the construction of mudflow protection facilities, and can be used to protect settlements and other objects located in the mainstream of the mudflow basin from flooding by the waters of the main river as a result of overlapping of the side supply mudflow cones channel
Известен селепропускной гидроузел, расположенный в селевом русле и включающий воронкообразно расположенные сходящиеся струенаправляющие дамбы и водопропускное сооружение в виде канала (см., например, [1, с.408, рис.15.4]).There is a well-known flow through waterworks located in a mudflow channel and including funnel-shaped converging flow-passing dams and a culvert in the form of a channel (see, for example, [1, p. 408, Fig. 15.4]).
Недостатком известного гидроузла является невысокая надежность его работы на конусе выноса селевого русла, обусловленная тем, что конус выноса является аккумулирующим участком селевого русла и характеризуется малыми значениями уклона, в то время как для селепропускных сооружений на транзитном участке уклоны селевого русла должны иметь значения не менее i≥ 0,1 [2, с.8, п.3.16]. На рассматриваемом же конусе выноса с гораздо меньшим продольным уклоном iк.в.=0,01-0,02 не обеспечивается транзитное движение и транспортирование всех имеющихся в составе селевого потока размеров камней. Поэтому в селепропускном сооружении будет идти процесс интенсивного отложения наносов, в особенности наиболее крупных камней. Устройство же здесь воронкообразных сходящихся струенаправляющих дамб создаст дополнительные сопротивления движению селевого потока и приведет к образованию селевого затора с последующим занесением всего сооружения, причем это будет происходить как при максимальных, так и при минимальных фазах движения селя [3, с.282-285]. Положение еще более усугубляется тем, что уклон селепропускного лотка (0,01) принят меньшим, чем уклон подходного участка селевого русла (0,02), т.е. 0,01<0,02, что противоречит также существующим нормативным требованиям [2, с.8, п.317].A disadvantage of the known hydraulic system is the low reliability of its operation on the mudflow outflow cone, due to the fact that the outflow cone is an accumulating part of the mudflow channel and is characterized by low slope values, while for mudflow structures in the transit section the mudflow slopes should have values of at least i ≥ 0.1 [2, p.8, clause 3.16]. On the same removal cone with a much smaller longitudinal slope i q.v. = 0.01-0.02, transit movement and transportation of all sizes of stones available in the mudflow are not ensured. Therefore, the process of intensive sediment deposition, in particular of the largest stones, will go on in the mudflow structure. The arrangement of funnel-shaped converging flow-guiding dams here will create additional resistance to the mudflow movement and lead to the formation of mudflow congestion with the subsequent introduction of the entire structure, and this will occur both at maximum and minimum phases of mudflow [3, p. 282-285]. The situation is further aggravated by the fact that the slope of the mudflow tray (0.01) is taken smaller than the slope of the approaching section of the mudflow channel (0.02), i.e. 0.01 <0.02, which also contradicts the existing regulatory requirements [2, p. 8, p. 317].
Кроме этого, имеющееся на выходном участке селепропускного гидроузла резкое растекание селевого потока, происходящее на фоне малых уклонов конуса выноса, также приведет к интенсивному отложению наносов и занесению сооружения уже с низовой стороны.In addition, the sharp spreading of the mudflow at the exit section of the mudflow gate, which takes place against the background of small slopes of the discharge cone, will also lead to intensive sediment deposition and the introduction of the structure from the bottom side.
При расположении же селепропускного гидроузла вблизи основной реки селевого бассейна отложения селевого потока могут перекрыть основную реку, подпор воды которой приведет к затоплению населенных пунктов и объектов, расположенных в пойме подводящего русла основной реки (см., например, [4, с.58].If the mudflow system is located near the main river of the mudflow basin, the deposits of the mudflow can block the main river, the backwater of which will lead to flooding of settlements and objects located in the floodplain of the main river supply channel (see, for example, [4, p. 58].
Известен селезащитный гидроузел, расположенный на конусе выноса селевого русла, включающий на входном участке воронкообразно сходящиеся продольные струенаправляющие стенки селепропускного лотка, проложенного до русла основной реки селевого бассейна (см., например, [3, с.276. рис.93]).A well-known drainage waterworks located on the mud cone of the mudflow channel, including funnel-shaped longitudinal flowing walls of the mudflow channel at the inlet section laid to the channel of the main river of the mudflow basin (see, for example, [3, p. 276, Fig. 93]).
Недостатком известного селезащитного гидроузла является невысокая надежность его работы, обусловленная тем, что воронкообразно сходящиеся продольные стенки на входном участке селепропускного лотка устроены под углом ≈ 39°, что намного превышает нормативно допустимое значение в 11° [2, с.8, п.3.18]. В результате резко увеличиваются дополнительные сопротивления движению селя на входном участке селепропускного лотка, что может привести к образованию здесь затора селевого потока с последующим завалом всего сооружения.A disadvantage of the known mudflow protection system is the low reliability of its operation, due to the fact that the funnel-shaped longitudinal walls at the inlet section of the screening tray are arranged at an angle of ≈ 39 °, which far exceeds the normative allowable value of 11 ° [2, p. 8, clause 3.18] . As a result, additional resistance to mudflow at the inlet section of the mudflow tray sharply increases, which can lead to the formation of mudflow jam here, with subsequent blockage of the entire structure.
Кроме этого, сброс больших объемов селя в основную реку селевого бассейна создает реальную угрозу ее перекрытия с затоплением вышерасположенных населенных пунктов и других объектов, аналогично перекрытию в 2000 г. р.Баксан селевым потоком р.Герхожан-су с затоплением г.Тырныауз потоком воды глубиной 5-6 м [4, с.58] (прилагается).In addition, the discharge of large volumes of mudflow into the main river of the mudflow basin poses a real threat of its overlap with flooding of upstream settlements and other objects, similar to the overlapping of the Baksan River in 2000 with the mudflow of the Gerokhan-su river with flooding of the Tyrnyauz city with a deep water stream 5-6 m [4, p. 58] (attached).
Прототипом предлагаемого технического решения является селезащитный гидроузел, расположенный на конусе выноса селевого русла в месте выхода его из транзитного участка с неразмываемыми берегами в аккумулирующий участок, являющийся террасой основной реки селевого бассейна, включающий продольные регуляционные и закрытое водопропускное сооружения (см., например, [3, с.278, рис.95]).A prototype of the proposed technical solution is a mudflow protection unit located on the mudflow cone at the exit from the transit section with indelible banks to the accumulation section, which is the terrace of the main river of the mudflow basin, including longitudinal regulatory and closed culverts (see, for example, [3 , p.278, fig. 95]).
Недостатком известного гидроузла является невысокая надежность его работы, обусловленная тем, что продольные регуляционные сооружения выполнены воронкообразно сходящимися под углом 17°-18°, что:A disadvantage of the known hydraulic system is the low reliability of its operation, due to the fact that the longitudinal regulatory structures are funnel-shaped converging at an angle of 17 ° -18 °, which:
- во-первых, превышает нормативно допустимое значение углов сопряжения входного участка селепропускного сооружения с осью транзитного участка селевого русла, равное 11° [2, с.8, п.3.18];- firstly, it exceeds the normative allowable value of the contact angles of the input section of the mud screen with the axis of the transit section of the mudflow channel, equal to 11 ° [2, p. 8, clause 3.18];
- во-вторых, на участках местности с такими малыми уклонами (<<0,1) как конусы выноса не допускается строительство селепропускных сооружений для пропуска грязекаменных селей [2, с.8, п.3.16].- secondly, in areas with such small slopes (<< 0.1) as the removal cones, construction of mudflow structures for passing mud-mudflows is not allowed [2, p. 8, clause 3.16].
Устройство же подобных продольных регуляционных сооружений на фоне малых уклонов конуса выноса создает дополнительные сопротивления движению селевого потока, что приводит к интенсивному отложению наносов с заторными явлениями, переполнению небольшой емкости зарегулированного селевого русла и завалу селевыми отложениями всего гидроузла, в том числе входного и выходного оголовков закрытого водопропускного сооружения, то есть к полному выходу сооружения из строя. При этом указанное переполнение зарегулированного селевого русла может произойти как от одного селя, так и от нескольких (послойно), причем как при максимальной, так и при минимальной фазах движения селя [3, с.282-285]. Этому способствует также низкий уровень отметки гребня продольного регуляционного сооружения (верхового по течению основной реки) (см. [3, с.278, рис.95, Б и В]) и отсутствие сопряжения последнего с неразмываемым берегом транзитного участка селевого русла (см. там же, рис.95, А). Кроме этого, закрытое водопропускное сооружение известного гидроузла выполнено с уклоном, меньшим уклона подводящего русла водотока, что может привести к заилению и снижению его пропускной способности. При этом выходной оголовок последнего выполнен также в пределах конуса выноса селевого русла, т.е. выше места сочленения низовой образующей конуса выноса с водотоком, что создает угрозу завала выходного оголовка селевыми отложениями и выходу всего сооружения из строя. Сброс же селевого потока через селепропускной лоток в основную реку селевого бассейна может привести к ее перекрытию с затоплением вышерасположенных населенных пунктов и других объектов, как это случилось в 2000 г. в г.Тырныауз [4, с.58].The arrangement of similar longitudinal regulatory structures against the background of small slopes of the outflow cone creates additional resistance to the mudflow movement, which leads to intensive sediment deposition with congestion, overflow of a small capacity of the regulated mudflow channel and the mudflow deposits obstructing the entire waterworks, including the inlet and outlet headers of the closed culvert construction, that is, to the complete failure of the structure. Moreover, the specified overflow of the regulated mudflow channel can occur both from one mudflow and from several (layer by layer), both at the maximum and minimum phases of mudflow [3, p. 282-285]. This is also facilitated by the low level of the crest of the longitudinal regulatory structure (upstream of the main river) (see [3, p.278, Fig. 95, B and C]) and the absence of the interface between the latter and the indelible shore of the transit section of the mudflow channel (see ibid., Fig. 95, A). In addition, the closed culvert of the well-known waterworks is made with a slope less than the slope of the inlet of the watercourse, which can lead to siltation and a decrease in its throughput. The output tip of the latter is also made within the limits of the mudflow cone, i.e. above the junction of the lower generatrix of the outflow cone with the watercourse, which poses a threat of obstruction of the outlet head with mudflow deposits and the failure of the entire structure. The discharge of the mudflow through the mudflow channel into the main river of the mudflow basin may lead to its blocking with flooding of the above settlements and other objects, as happened in Tyrnyauz in 2000 [4, p. 58].
Цель изобретения - повышение надежности работы селезащитного гидроузла за счет предотвращения перекрытия основной реки селевого бассейна селевыми отложениями боковых притоков и последующего затопления вышерасположенных населенных пунктов и других объектов.The purpose of the invention is to increase the reliability of the mudflow protection system by preventing the main river of the mudflow basin from overlapping with mudflow deposits of the lateral tributaries and the subsequent flooding of the above settlements and other objects.
Поставленная цель достигается тем, что в селезащитном гидроузле, расположенном на конусе выноса селевого русла в месте выхода его из транзитного участка с неразмываемыми берегами в аккумулирующий участок, являющийся террасой основной реки селевого бассейна, включающем продольное регуляционное и закрытое водопропускное сооружения, продольное регуляционное сооружение проложено от неразмываемого берега транзитного участка селевого русла со стороны верхнего течения основной реки селевого бассейна до противоположного от селевого русла берега основной реки, при этом продольное регуляционное сооружение имеет направление, не сходящееся с осью транзитного участка селевого русла, и отметку гребня не меньшую, чем отметка указанного неразмываемого берега в концевой части транзитного участка селевого русла, а закрытое водопропускное сооружение выполнено в русле основной реки селевого бассейна с уклоном, не меньшим, чем уклон подводящего русла основной реки, и площадью поперечного сечения, обеспечивающей пропуск расходов воды подводящего русла основной реки селевого бассейна расчетной вероятности превышения, соответствующей принятому классу сооружения, причем закрытое водопропускное сооружение пересекает тело продольного регуляционного сооружения и его входной оголовок расположен с верховой стороны по течению основной реки от последнего, а выходной оголовок расположен ниже по течению основной реки от места ее сочленения с низовой, по отношению к течению основной реки, образующей конуса выноса селевого русла, вдоль которой выполнен также канал в выемке с параметрами, обеспечивающими пропуск стока воды селевого русла в период отсутствия селя.This goal is achieved by the fact that in a mudflow protection system located on the mudflow removal cone at the exit from the transit section with indelible banks to the accumulation section, which is the terrace of the main mudflow basin river, including a longitudinal regulatory and closed culvert, a longitudinal regulatory construction is laid from the indelible shore of the transit section of the mudflow channel from the upper stream of the main river of the mudflow basin to the opposite from the mudflow and the banks of the main river, while the longitudinal regulatory structure has a direction that does not coincide with the axis of the transit section of the mudflow channel, and the mark of the ridge is not less than the mark of the specified indelible shore in the end of the transit section of the mudflow channel, and the closed culvert is made in the channel of the main river mudflow basin with a slope no less than the slope of the inlet channel of the main river, and a cross-sectional area that allows water flow of the inlet channel of the main river of the mudflow basin the calculated probability of an excess corresponding to the accepted class of construction, with a closed culvert crossing the body of the longitudinal regulatory structure and its inlet head located on the upstream side of the main river from the last, and the outlet head located downstream of the main river from the point of its junction with the bottom, in relation to the course of the main river, which forms the mudflow cone, along which a channel is also made in a recess with parameters that allow flow to s dry wash in the absence of the villagers.
В предлагаемом селезащитном гидроузле плановое расположение продольного регуляционного сооружения совпадает с верховой, по отношению к течению основной реки селевого бассейна, образующей конуса выноса селевого русла.In the proposed mudflow protection system, the planned location of the longitudinal regulatory structure coincides with the upper one, relative to the course of the main river of the mudflow basin, forming a mudflow cone.
В предлагаемых селезащитных гидроузлах продольное регуляционное сооружение выполнено в виде грунтовой дамбы, по гребню которой устроена дорога.In the proposed mudflow protection facilities, the longitudinal regulatory structure is made in the form of a dirt dam, along the crest of which a road is arranged.
В предлагаемых селезащитных гидроузлах закрытое водопропускное сооружение выполнено многониточным с оборудованием входных оголовков каждой водопроводящей нитки устройствами для регулирования расходов воды, при этом поперечные сечения водопроводящих ниток могут быть выполнены прямоугольной формы с размерами не менее 3× 3 м, а верхняя их часть выполнена в виде арок.In the proposed drainage waterworks, the closed culvert is made of multi-strand with the equipment of the inlet heads of each water supply string to control the flow of water, while the cross sections of the water supply string can be made rectangular in size with dimensions of at least 3 × 3 m, and the upper part is made in the form of arches .
В предлагаемых селезащитных гидроузлах тело закрытого водопропускного сооружения обсыпано грунтом обратной засыпки, при этом верхняя часть наружных стен и кровля его имеют дренажные отверстия и обложены со стороны обратной засыпки сильнофильтрующим валунно-галечниковым грунтом.In the proposed drainage waterworks, the body of the closed culvert is sprinkled with backfill soil, while the upper part of the outer walls and its roof have drainage holes and are covered from the backfill side with highly filtering boulder-gravel soil.
В предлагаемом селезащитном гидроузле продольное регуляционное сооружение в виде грунтовой дамбы имеет ослабленную, с фильтрационной точки зрения, вставку из суффозионных грунтов, расположенную на отметках, меньших допускаемого уровня подъема воды в подводящем русле основной реки.In the proposed mudflow protection system, the longitudinal regulatory structure in the form of a soil dam has a weakened, from a filtration point of view, insert from suffosion soils located at marks lower than the permissible level of water rise in the supply channel of the main river.
В предлагаемом селезащитном гидроузле продольное регуляционное сооружение снабжено водопропускным шлюзом-регулятором, порог которого расположен ниже допускаемого уровня подъема воды в подводящем русле основной реки.In the proposed mudflow protection system, the longitudinal regulatory structure is equipped with a culvert-regulator, the threshold of which is located below the permissible level of water rise in the supply channel of the main river.
В предлагаемом селезащитном гидроузле продольное регуляционное сооружение снабжено трубчатыми водовыпусками, входные оголовки которых расположены ниже допускаемого уровня подъема воды в подводящем русле основной реки, причем трубчатые водовыпуски имеют уклон в сторону конуса выноса и в плане расположены под острым углом к направлению продольного регуляционного сооружения.In the proposed mudflow protection system, the longitudinal regulatory structure is equipped with tubular outlets, the inlet heads of which are located below the permissible level of water rise in the inlet channel of the main river, and the tubular outlets have a slope towards the outflow cone and are located at an acute angle to the direction of the longitudinal regulatory structure.
Известен водопропускной гидроузел, включающий грунтовую дамбу, тело которой пересекает закрытое водопропускное сооружение (см., например [1, с.413, рис.15.9]).A culvert waterworks unit is known, including a dirt dam, the body of which crosses a closed culvert (see, for example, [1, p. 413, Fig. 15.9]).
Известный гидроузел устраивается при пересечении каналом в насыпи или дорожным полотном небольших водотоков с целью пропуска их под последними.The well-known waterworks is arranged when the canal crosses the embankment or roadbed of small streams in order to pass them under the latter.
В предлагаемом же селезащитном гидроузле, включающем продольное регуляционное и закрытое водопропускное сооружения, выполнение продольного регуляционного сооружения от неразмываемого (в результате природного генезиса или исполненного искусственно) берега транзитного участка селевого русла со стороны верхнего течения основной реки селевого бассейна до противоположного от селевого русла берега основной реки с направлением, не сходящимся с осью транзитного участка селевого русла, и отметкой гребня, не меньшей, чем отметка указанного неразмываемого берега в концевой части транзитного участка селевого русла, а закрытого водопропускного сооружения в русле основной реки с уклоном, не меньшим уклона подводящего русла основной реки, и площадью поперечного сечения, обеспечивающей пропуск расходов воды подводящего русла основной реки расчетной вероятности превышения, соответствующей принятому классу сооружения, с пересечением закрытым водопропускным сооружением тела продольного регуляционного сооружения и устройством его входного оголовка с верховой стороны по течению основной реки от последнего, а выходного оголовка ниже по течению основной реки от места ее сочленения с низовой по отношению к течению основной реки образующей конуса выноса селевого русла с устройством вдоль нее канала в выемке с параметрами, позволяющими пропустить расход водотока селевого русла в период отсутствия селя, обеспечивает повышение надежности работы селезащитного гидроузла за счет предотвращения перекрытия основной реки селевыми отложениями боковых притоков селевых русел и последующего затопления вышерасположенных населенных пунктов и других объектов, в результате чего расход воды основной реки селевого бассейна беспрепятственно пропускается через закрытое водопропускное сооружение, а селевые выносы откладываются сверху последнего и аккумулируются по всей пойме основной реки между ее обоими берегами, при этом не допускается завал входного оголовка закрытого водопропускного сооружения посредством защиты его продольным регуляционным сооружением.In the proposed mudflow protection system, including a longitudinal regulatory and closed culvert, construction of a longitudinal regulatory construction from the indelible (as a result of natural genesis or artificially executed) bank of the transit section of the mudflow channel from the upper reaches of the main river of the mudflow basin to the bank of the main river opposite from the mudflow channel with a direction that does not coincide with the axis of the transit section of the mudflow channel, and a ridge mark not less than the mark of the indicated an indelible shore at the end of the transit section of the mudflow channel, and a closed culvert in the main river channel with a slope not less than the slope of the main river supply channel, and a cross-sectional area that allows water flow of the main river supply channel to exceed the estimated probability of exceeding, corresponding to the accepted construction class , with the intersection by a closed culvert structure of the body of the longitudinal regulatory structure and the device of its input head on the upper side for a leak July of the main river from the last, and the outlet head, downstream of the main river from the place of its junction with the downstream relative to the main river stream forming a mudflow removal cone with a channel along it in a recess with parameters allowing to let the flow of the mudflow channel flow mudflow, improves the reliability of the mudflow protection system by preventing the main river from blocking with mudflow deposits from the lateral tributaries of the mudflow channels and subsequent flooding. x settlements and other objects, as a result of which the water flow of the main river of the mudflow basin is freely passed through the closed culvert, and the mudflows are deposited on top of the last and accumulated along the entire floodplain of the main river between its both banks, while the obstruction of the inlet head of the closed culvert is not allowed structures by protecting it with a longitudinal regulatory structure.
Плановое расположение продольного регуляционного сооружения по линии верховой образующей конуса выноса селевого русла увеличивает аккумулирующую емкость поймы основной реки и обеспечивает отложения большего объема селевых выносов.The planned location of the longitudinal regulatory structure along the line of the upstream generatrix of the mudflow extension cone increases the accumulating capacity of the floodplain of the main river and provides deposits of a larger volume of mudflow outfalls.
Выполнение продольного регуляционного сооружения в виде грунтовой дамбы с устройством дороги по гребню позволяет использовать для устройства дамбы относительно дешевые местные грунты, в том числе и отложения ранее прошедших селевых потоков, а также соединить дорогой противоположные берега основной реки вместо устройства для этого специального моста.The implementation of a longitudinal regulatory structure in the form of a dirt dam with the construction of a ridge road allows relatively cheap local soils to be used for dam construction, including deposits of past mudflows, as well as connecting the opposite banks of the main river by road instead of constructing this special bridge.
Выполнение закрытого водопропускного сооружения многониточным с оборудованием входных оголовков каждой водопроводящей нитки устройствами для регулирования расходов воды повышает надежность работы сооружения, а также позволяет выборочно отключать ту или иную водопроводящую нитку в меженный период для профилактического осмотра, очистки и проведения ремонтных работ.The implementation of a closed culvert with multiple equipment with inlet heads of each water supply string to control the flow of water increases the reliability of the construction, and also allows you to selectively disconnect one or another water supply string during the low-water period for routine inspection, cleaning and repair work.
Выполнение поперечных сечений водопроводящих ниток прямоугольной формы с размерами не менее 3× 3м позволяет использовать при очистных и ремонтных работах транспортные машины и механизмы.Cross-sections of rectangular water-conducting threads with dimensions of at least 3 × 3 m allow transport vehicles and mechanisms to be used for cleaning and repair work.
Выполнение верхней части поперечных сечений водопроводящих ниток в виде арок обеспечивает большую несущую способность кровли водопроводящих ниток при воздействии нагрузок от веса селевых наносов, отложившихся сверху.The implementation of the upper part of the cross-sections of water-conducting threads in the form of arches provides a large bearing capacity of the roof of water-conducting threads under the influence of loads from the weight of mudflow deposits deposited from above.
Обсыпка тела закрытого водопропускного сооружения грунтом обратной засыпки обеспечивает повышение надежности работы сооружения за счет предотвращения ударного воздействия на него селевого потока. При этом селевые наносы просто откладываются сверху закрытого водопропускного сооружения.Sprinkling the body of a closed culvert with a backfill soil improves the reliability of the structure by preventing the impact of mudflow on it. At the same time, mudflow deposits are simply deposited on top of a closed culvert.
Выполнение в верхней части наружных стен и кровле закрытого водопропускного сооружения дренажных отверстий и обкладка их со стороны обратной засыпки сильнофильтрующим валунно-галечниковым грунтом снимает гидростатическое давление на сооружение подземных вод, содержащихся в насыщенных грунтах, а также способствует ускорению консолидации и обезвоживанию селевых отложений над закрытым водопропускным сооружением. Указанное повышает физико-механические прочностные свойства селевых отложений и снижает их давление на сооружение, в том числе и за счет появления в них “арочного эффекта”.The implementation of drainage holes in the upper part of the outer walls and the roof of the closed culvert structure and lining them from the backfill side with strongly filtering boulder-pebble soil removes hydrostatic pressure on the construction of groundwater contained in saturated soils, and also helps to accelerate the consolidation and dehydration of mudflow over closed culvert construction. The specified increases the physicomechanical strength properties of mudflow deposits and reduces their pressure on the structure, including due to the appearance of an “arched effect” in them.
Устройство в грунтовой дамбе легкоразмываемой вставки из суффозионных грунтов на отметках, меньших допускаемого уровня подъема воды в подводящем русле основной реки, обеспечивает сброс расходов воды основной реки через грунтовую дамбу при превышении уровнем воды допустимого уровня в подводящем русле за счет разрушения легкоразмываемой вставки. Такая ситуация может наступить при неожиданном нештатном выходе из строя закрытого водопропускного сооружения, например в результате какого-либо ЧП или терракта.The device in the soil dam of an easily eroded insert from suffosive soils at elevations lower than the permissible level of water rise in the supply channel of the main river ensures the discharge of water flow of the main river through the soil dam when the water level exceeds the permissible level in the supply channel due to the destruction of the easily eroded insert. Such a situation may occur in the event of an unexpected emergency failure of a closed culvert, for example, as a result of an emergency or terrorist attack.
Для обеспечения сброса воды основной реки через продольное регуляционное сооружение в аналогичных ситуациях служат также оснащение продольного регуляционного сооружения водопропускным шлюзом-регулятором с отметкой порога ниже допускаемого уровня подъема воды и устройство в продольном регуляционном сооружении трубчатых водовыпусков, входные оголовки которых расположены ниже допускаемого уровня воды в подводящем русле. При этом расположение трубчатых водовыпусков под уклоном в сторону конуса выноса и под острым углом в плане к направлению продольного регуляционного сооружения обеспечивает большую пропускную способность трубчатых водовыпусков и предотвращает выход селевого потока обратным током через трубчатые водовыпуски в сторону подводящего русла.To ensure the discharge of water from the main river through the longitudinal control structure in similar situations, the longitudinal control structure is also equipped with a culvert-regulator with a threshold mark below the permissible level of water rise and a device in the longitudinal control structure with tubular outlets whose inlet heads are located below the allowable water level in the supply channel. At the same time, the location of the tubular outlets at an angle to the side of the outflow cone and at an acute angle with respect to the direction of the longitudinal regulatory structure ensures a large throughput of the tubular outlets and prevents the mudflow from flowing back through the tubular outlets towards the inlet channel.
На фиг.1 изображены:Figure 1 shows:
а) плановое положение селезащитного гидроузла, расположенного на конусе выноса 1 селевого русла в месте выхода его из транзитного участка 2 на террасу основной реки 3 селевого бассейна, включающего продольное регуляционное сооружение 4, проложенное от верхового неразмываемого берега транзитного участка 2 селевого русла до противоположного берега 5 основной реки 3, и закрытое водопропускное сооружение 6 с входным оголовком 7, расположенным с верховой стороны от продольного регуляционного сооружения 4, и выходным оголовком 8, расположенным ниже места сочленения с основной рекой 3 низовой образующей конуса выноса 1, вдоль которой выполнен канал в выемке 9 для пропуска расхода водотока селевого русла в период отсутствия селя;a) the planned position of the mudflow protection system, located on the removal cone 1 of the mudflow channel at the place of its exit from the
б) продольное сечение А-А по продольному регуляционному сооружению 4, проложенному по конусу выноса 1 от транзитного участка 2 до противоположного берега 5 основной реки 3 с поперечным сечением закрытого двухниточного водопропускного сооружения 6;b) the longitudinal section AA along the longitudinal
в) продольное сечение В-В по закрытому водопропускному сооружению 6, обсыпанному грунтом обратной засыпки 10, с входным 7 и выходным 8 оголовками, выполненному в русле основной реки 3 с уклоном iв, не меньшим уклона русла реки ip, т.е. iв≥ iр, с поперечным сечением продольного регуляционного сооружения 4 в виде грунтовой дамбы с дорогой по гребню;c) a longitudinal section BB in a closed culvert 6, sprinkled with backfill soil 10, with an input 7 and an output 8 heads made in the main river 3 with an i in slope not less than the slope of the i p river bed, i.e. i in ≥ i p , with a cross section of a longitudinal
г) поперечное сечение по продольному регуляционному сооружению 4 в виде бетонной стенки с фрагментом продольного сечения закрытого водопропускного сооружения 6, выполненного в русле основной реки 3, с входным оголовком 7 и обратной засыпкой 10.d) a cross section along a longitudinal
На фиг.2 изображены:Figure 2 shows:
а) поперечное сечение закрытого двухниточного водопропускного сооружения 6 прямоугольного поперечного сечения с кровлей, выполненной в виде арок 11, верхняя часть наружных стен и кровля которого имеют дренажные отверстия 12 и обложены со стороны обратной засыпки 10 
б) поперечное сечение продольного регуляционного сооружения 4 в виде грунтовой дамбы, снабженное водопропускным шлюзом-регулятором 16, порог которого расположен ниже допускаемого уровня подъема воды в подводящем русле основной реки 3;b) the cross section of the longitudinal
в) фрагмент планового положения на конусе выноса 1 продольного регуляционного сооружения 4 в виде грунтовой дамбы, снабженного трубчатыми водовыпусками 17, расположенными под острым углом (γ <90°) к направлению продольного регуляционного сооружения 4;c) a fragment of the planned position on the removal cone 1 of the longitudinal
г) продольное сечение С-С по трубчатому водовыпуску 17, расположенному в теле продольного регуляционного сооружения 4 в виде грунтовой дамбы, с уклоном в сторону конуса выноса 1, входной оголовок которого расположен ниже допускаемого уровня подъема воды в подводящем русле основной реки 3.d) a longitudinal section CC through the
Предлагаемая конструкция селезащитного гидроузла работает следующим образом. В период схода селя грязекаменной поток проносится по транзитному участку 2 и выходит на конус выноса 1 селевого русла. Последний имеет меньший уклон, чем транзитный участок 2, поэтому здесь начинается интенсивное отложение наносов, поток начинает растекаться по конусу выноса 1. При этом продольное регуляционное сооружение 4, проложенное от верхового неразмываемого берега транзитного участка 2 до противоположного берега 5 основной реки 3, предотвращает растекание селевого потока в сторону входного оголовка 7 закрытого водопропускного сооружения 6, выполненного в русле основной реки 3, чем защищает входной оголовок 7 от завала селевыми отложениями.The proposed design of the mudflow protection system works as follows. During the mudflow debris flow, the mud-stone flow passes through the
Выполнение продольного регуляционного сооружения по направлению, не сходящемуся с осью транзитного участка 2 селевого русла, позволяет избежать с одной стороны динамического ударного воздействия селевого потока на регуляционное сооружение 4, а с другой стороны - дополнительных сопротивлений движению селевого потока за счет его стеснения.The implementation of the longitudinal regulatory structure in a direction that does not coincide with the axis of the
Выполнение отметки гребня продольного регуляционного сооружения 4 не меньшей, чем отметка сопрягаемого с ним верхового неразмываемого берега в концевой части транзитного участка 2, позволяет регуляционному сооружению 4 надежно выполнять свои функции в течение значительного периода времени (до 100 лет и более), пока селевые отложения на конусе выноса 1 не поднимутся до указанной отметки гребня регуляционного сооружения 4.Fulfillment of the crest of the longitudinal
Таким образом, продольное регуляционное сооружение 4 обеспечивает растекание селевых потоков на конусе выноса 1 только в сторону противоположного берега 5 основной реки 3 и ее нижнего течения.Thus, the longitudinal
Плановое расположение продольного регуляционного сооружения 4 по направлению верховой образующей конуса выноса 1 увеличивает площадь и объем аккумулирующей емкости для селевых отложений, а следовательно, повышает надежность работы селезащитного гидроузла за счет удлинения срока безотказного функционирования регуляционного сооружения 4.The planned location of the longitudinal
Выполнение продольного регуляционного сооружения 4 в виде грунтовой дамбы позволяет использовать для ее возведения дешевые местные грунты, в том числе и селевые отложения из конуса выноса 1, а устройство проезжей дороги по гребню дамбы служит для эксплуатационных целей и обеспечивает транспортную связь с противоположным берегом 5 основной реки 3.The implementation of the longitudinal
Выполнение закрытого водопропускного сооружения 6 в русле основной реки 3 с уклоном iв, не меньшим, чем уклон подводящего русла основной реки 3 ip, т.е. iв≥ ip, обеспечивает большую транспортирующую способность потока в закрытом водопропускном сооружении 6, чем в подводящем русле основной реки 3. Даже в случае равенства уклонов iв=ip скорость потока воды в водопропускном сооружении 6 будет больше, чем в русле основной реки 3 за счет меньших значений коэффициента шероховатости и длины смоченного периметра. В результате обеспечивается незаиляемость закрытого водопропускного сооружения 6, иначе говоря, те наносы, которые основная река 3 в состоянии донести до входного оголовка 7 водопропускного сооружения 6, будут потоком воды гарантированно вынесены из последнего.Implementation of a closed culvert 6 in the channel of the main river 3 with a slope i in not less than the slope of the inlet channel of the main river 3 i p , i.e. i in ≥ i p , provides a greater transporting ability of the flow in a closed culvert 6 than in the supply channel of the main river 3. Even if the slopes i in = i p are equal, the water flow rate in the culvert 6 will be greater than in the main river 3 due to lower values of the roughness coefficient and the length of the wetted perimeter. The result is ensured that the enclosed culvert structure 6 is not secured, in other words, those sediments that the main river 3 is able to convey to the inlet head 7 of the culvert structure 6 will be guaranteed to be removed from the latter by the flow of water.
Выполнение закрытого водопропускного сооружения 6 площадью поперечного сечения, обеспечивающей пропуск расходов воды подводящего русла основной реки 3 селевого бассейна расчетной вероятности превышения, соответствующей принятому классу сооружения, позволяет гарантировано пропускать через него возможные паводковые расходы воды основной реки 3.The implementation of the closed culvert structure 6 with a cross-sectional area, which allows the passage of water flow rates of the supply channel of the main river 3 of the mudflow basin of the calculated probability of exceeding, corresponding to the accepted class of the structure, makes it possible to pass through it possible flood water costs of the main river 3.
Выполнение входного оголовка 7 закрытого водопропускного сооружения 6 с верховой стороны от продольного регуляционного сооружения 4 и выходного оголовка 8 ниже места сочленения основной реки 3 с низовой образующей конуса выноса 1 предотвращает завал селевыми отложениями указанных входного 7 и выходного 8 оголовков.The implementation of the inlet head 7 of the closed culvert structure 6 on the upper side of the longitudinal
Выполнение закрытого водопропускного сооружения 6 многониточным с оборудованием входных оголовков 7 каждой водопроводящей нитки устройствами для регулирования расходов воды позволяет в меженный период поочередно отключать водопроводящие нитки для их осмотра, очистки и ремонта, а при выполнении их с размерами не менее 3× 3 м - с использованием для этих целей транспортных машин и механизмов.The implementation of a closed culvert 6 with multi-line equipment with inlet heads 7 of each water supply device for regulating water consumption allows the water supply lines to be switched off alternately during the low water period for inspection, cleaning and repair, and if they are made with dimensions of at least 3 × 3 m, using for these purposes transport vehicles and mechanisms.
Выполнение верхней части наружных стен и кровли закрытого водопропускного сооружения 4 с дренажными отверстиями 12 с обсыпкой их сильнофильтрующим валунно-галечниковым грунтом 13 позволяет дренировать и снижать уровень грунтовой воды в прилегающем массиве грунтов обратной засыпки 10 и отложений конуса выноса 1, что повышает физико-механические прочностные свойства последних и снижает нагрузку, в том числе и гидростатическую, на водопропускное сооружение 6.The implementation of the upper part of the outer walls and the roof of the
Обсыпка закрытого водопропускного сооружения 6 грунтом обратной засыпки 10 обеспечивает его защиту от ударного воздействия селевого потока. В предлагаемой конструкции селевой поток просто откладывается сверху обратной засыпки 10.Sprinkling the closed culvert structure 6 with backfill soil 10 provides its protection against the impact of mudflow. In the proposed design, the mudflow is simply deposited on top of the backfill 10.
Выполнение канала в выемке 9 вдоль низовой образующей конуса выноса 1 обеспечивает пропуск расхода водотока селевого русла в период отсутствия селя от концевой части транзитного участка 2 до основной реки 3 ниже выходного оголовка 8 закрытого водопропускного сооружения 6.The implementation of the channel in the recess 9 along the lower generatrix of the take-off cone 1 ensures that the flow of the mudflow channel during the period when mudflow is absent from the end of the
Выполнение в теле грунтовой дамбы 4 ослабленной легкоразмываемой вставки из суффозионных грунтов обеспечивает размыв последней водой основной реки 3 при повышении уровня воды в подводящем русле до допускаемого уровня в нештатных случаях выхода из строя закрытого водопропускного сооружения 6 (при разных ЧП или терракте), в результате чего расход воды основной реки 3 сбрасывается через грунтовую дамбу и предотвращается затопление вышерасположенных населенных пунктов и других объектов. Эту же задачу решает также устройство в продольном регуляционном сооружении 4 водопропускного шлюза-регулятора 16 или трубчатых водовыпусков 16.The implementation in the body of the
Источники информацииSources of information
1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. Под ред. Недриги В.П., М., СИ, 1983, 543 с.1. Waterworks. Designer reference. Ed. Nedrigi V.P., M., SI, 1983, 543 p.
2. СНиП 2.01.15 - 90. Инженерная защита территории, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования. М., 1997, 32 с.2. SNiP 2.01.15 - 90. Engineering protection of the territory, buildings and structures from dangerous geological processes. The main provisions of the design. M., 1997, 32 p.
3. Флейшман С.М. Сели. Л., ГМИ, 1978, 312 с.3. Fleishman S.M. They sat down. L., GMI, 1978, 312 p.
4. Запорожченко Э.В. Сель редкой повторяемости в бассейне р.Герхожан-су. Инженерная оценка и решения по защите г.Тырныауз (КБР). // Геотехника. Оценка состояния оснований и сооружений. Труды междунар. конф., ч II, С.-П., 2001, 53-60.4. Zaporozhchenko E.V. Sel of rare repeatability in the basin of the Gerokhozhan-su river. Engineering Assessment and Protection Solutions for Tyrnyauz (CBD). // Geotechnics. Assessment of the condition of foundations and structures. Proceedings of the international. Conf., Part II, S.-P., 2001, 53-60.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106964/03A RU2230153C2 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Waterworks facility for protection against mudflow |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106964/03A RU2230153C2 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Waterworks facility for protection against mudflow |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002106964A RU2002106964A (en) | 2003-11-27 |
| RU2230153C2 true RU2230153C2 (en) | 2004-06-10 |
Family
ID=32845509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002106964/03A RU2230153C2 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Waterworks facility for protection against mudflow |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230153C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015100816A1 (en) * | 2014-01-01 | 2015-07-09 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | Step-pool structure debris flow guide groove and uses thereof |
-
2002
- 2002-03-18 RU RU2002106964/03A patent/RU2230153C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФЛЕЙШМАН С.М. Сели. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978, с. 276, рис. 93, с. 278, рис. 95. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. Под общей редакцией НЕДРИГИ В.П. - М.: Стройиздат, 1983, с. 408, рис. 15.4. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015100816A1 (en) * | 2014-01-01 | 2015-07-09 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | Step-pool structure debris flow guide groove and uses thereof |
| US9834898B2 (en) | 2014-01-01 | 2017-12-05 | Institute Of Mountain Hazards And Environment Chinese Academy Of Sciences | Debris flow drainage channel with step pool structure and its applications |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| André et al. | High velocity aerated flows on stepped chutes with macro-roughness elements | |
| JP5737675B2 (en) | Sabo weir | |
| RU2665072C1 (en) | Method of reservoir water area localization of pollutants entering reservoir from tributaries and drains | |
| JPH10266171A (en) | Method of sand and sludge discharge system for reservoir and basin, and sand and sludge discharge system equipment for reservoir and basin | |
| RU2230153C2 (en) | Waterworks facility for protection against mudflow | |
| KR102065141B1 (en) | Emission system to remove the pressurized air in large storage-drainage tunnel | |
| US6196762B1 (en) | Non-clogging debris and sediment removal facility | |
| RU2232225C1 (en) | Hydro-system for protection against mudflow | |
| RU2317368C1 (en) | Mudflow protective structure | |
| KR101272581B1 (en) | Inflow tank, system for inflowing and treating of rainwater, and outflow reduction system of rainwater using the same | |
| KR101262093B1 (en) | Anti-overflow type fill dam using crest pavement and intermediate channel | |
| JP7222602B2 (en) | Surface drainage system and its installation method | |
| US6322289B1 (en) | Step silt terrace erosion prevention | |
| KR101039619B1 (en) | River with acceleration channel preventing sedimentation | |
| KR20090019127A (en) | System of reverse drain gutter and construction method therewith | |
| CN220705762U (en) | Highway tunnel intercepting ditch structure with block mud structure | |
| KR101262094B1 (en) | Anti-overflow type fill dam using partial pavement slope and slope channel | |
| RU2256742C1 (en) | Hydraulic structure spillaway | |
| RU2334841C2 (en) | Method of water flow regulation and concentration of suspended particles in deflecting channel | |
| KR100686642B1 (en) | Protection construction of embankment | |
| RU2243321C2 (en) | Ice-proof water intake structure | |
| RU2639047C1 (en) | Reserve spillway for earth dams | |
| RU2003100287A (en) | ANTI-RESIDUAL HYDRAULIC UNIT | |
| KR100627870B1 (en) | A gravity dam with an upper cavity | |
| RU2222667C2 (en) | Unwatering collector drainage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040319 |