Розрахунок дамб обвалування

Захист від повені

За висотою підняття води в річках, розмірами затоплення і величиною збитків повені поділяються на чотири категорії: низькі (незначні), високі, визначні та катастрофічні.

Низькі повені охоплюють невеликі території і з незначним підняттям рівня води. Ці повені наносять деяку матеріальну шкоду, але майже не порушують ритму життя і виробництва. Спостерігаються раз в 5 - 10 років.

Високі повені - затоплюється незначна площа, але при цьому іноді суттєво порушується господарська діяльність і життя населення, яке частково евакуюється. Такі повені завдають великої матеріальної шкоди. Спостерігаються один раз в 20 - 25 років.

Визначні повені - охоплюють цілі річкові басейни, паралізують діяльність і різко порушують умови життя населення. Призводять до масової евакуації людей. Спостерігаються один раз в 50 - 100 років.

Катастрофічні повені - спостерігається затоплення величезних територій в межах одного чи декількох річкових басейнів, які викликають величезні збитки та загибель людей. Спостерігаються не частіше одного разу в 100 -200 років.

Для боротьби з повенями передбачають комплекс заходів, зокрема:

будівництво водосховищ, дамб, польдерних осушувальних систем, регулювання малих річок та берегоукріплюючі і спрямні роботи, проведення агротехнічних заходів (посадка лісу і чагарників, снігозатримання, оранка поперек крутих схилів та інше).

При проектуванні дамб обвалування потрібно керуватися тим, що затоплення заплав у повінь і горизонтів води між дамбами не повинні перевищувати допустимих значень. Дамби не повинні істотно звужувати русло, бути дуже високими, а також збільшувати швидкість руху талих вод.

При будівництві дамб не повинно втрачатися багато землі, допускатись тривале затоплення території заплави.

Відстань між дамбами, або дамбою і високим берегом, визначають, виходячи із допустимої мінімальної висоти дамб, витрати річки, ширини заплави, глибини затоплення заплави до обвалування.

Костяков (1951) рекомендував визначати, цю відстань таким чином. Зпочатку визначається витрата паводкових вод за формулою:

Q =VF (6.27)

де Q - витрата води через русло річки; F - площа затоплення; V - швидкість води в період повені.

Швидкість води в річці знаходять за формулою:

(6.28)

де С - швидкісний коефіцієнт за Павловським; - гідравлічний радіус.м; J - похил поверхні заплави. Можна рахувати, що R. = t, а F=bt, тоді витрата паводкових вод буде дорівнювати:

(6.29)

де - витрата води в руслі річкидо обвалування.

Рис. 6.15. Розрахункова схема визначення відстані між дамбами:

1 - дамби; 2 - глибина води в заплаві до обвалування в період поводка; 3 - глибина води в період наводка після обвалування; 4 - витрата води по руслу річки (Q_о).

Позначивши відстань між дамбами В, а глибину води після обвалування Т = h+t, де h - підпір, який створюється дамбами, отримують:

, (6.30)

де - витрата води в річці після обвалування; ; - швидкісний коефіцієнт після обвалування; t - глибина води в заплаві після обвалування. Приймаємо, що . Витрата води в період паводку до і після обвалування однакові, тобто:

(6.31)

Звідси ;

(6.32)

Середня швидкість течії в стисненому руслі . Підставляючи , отримують швидкість після обвалування:

(6.33)

де .

Таким чином, швидкість збільшується тим більше, чим менша відстань В. Наближено можна рахувати, що С=С, тоді .

Підпір, що утворюється за рахунок обвалування буде дорівнювати:

(6.34)

Величини t і b відомі. Тому, задаючись певними значеннями h, можна визначити В_ОПТ. або навпаки. Потім знаходять швидкість V₁ і порівнюють із допустимо максимальною швидкістюV_max яку встановлюють за табл. 6.9.