X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Описание мероприятия

В качестве мероприятий по защите береговой линии рассматриваются конструктивные меры, которые повышают сопротивление эрозии берегового откоса. Она может быть направлена как линейное сооружение (укрепление с блоками, каменной стеной, древесиной или живыми растениями) параллельно к продольному и/или поперечному (так называемому хвостовому) направлению перемычек (рис. 1).

Рис.1Виды перемычек

Предотвращение береговой эрозии происходит путем береговой застройки и специальных мероприятий по укреплению береговых откосов. Различные виды угрозы береговой эрозии представлены в таблице 1.

Предварительная оценка

Меры по защите берега как правило всегда имеют место быть (за исключением сооружений с ограниченным сроком службы). Защита берега происходит в случае, если он покрыт растительностью или укреплен искусственными насыпями. Береговая застройка исследуется на полноводиях рек (высокий уровень воды, вымывание грунта). Основанием для определения экстренной ситуации служит морфологический анализ состояния грунта: в какой параметр охватывается экономический район, форма канала, уклон длин и поперечный разряд канала, также состояние берега относительно основных течений в канале: прямой части реки, внутренней стороны или внешней стороны изгиба, расстояния до разветвления. Береговое обеспечение релевантно при следующих критериях:

– на протяжении определенной длины береговой линии присутствуют защитные сооружения от потенциальных процессов эрозии ;

– береговая защита располагает достаточной строительной высотой;

– береговая защита исправна;

– береговая защита регулярно проверяется;

– при рассмотренных сценариях наводнения никакие вышестоящие морфологические процессы канала (перемещения) не ожидаются.

Все из перечисленных условий должны быть гарантированы для положительной оценки безопасности береговой линии.

Оценка мероприятий. Основные процессы

Для оценки береговой стабильности важно следовать гидрологическим и основным сценариям, охватывающие:

– сточные сценарии HQ_x (сточная вершина, ступенчатая линия);

– сценарии движения водного транспорта G_x (запись движения, последствия).

Сценарии определяются для событий разной вероятности. Основные сценарии могут ограничиваться не короткими наводнениями с высокой сточной вершиной и долговременные наводнения с высоким водным грузом и интенсивностью движения.

Основы и мероприятия описывается следующими параметрами:

– форма плана части реки (вытянутый канал, речная извилина, меандр, разветвляемый канал);

– геометрия (поперечный профиль (e) и профиль длин);

– шероховатости берега и подошвы;

– состав и сооружение подошвы; движение транспорта (гл. «Влияние»).

Продольное укрепление берега описывается следующими параметрами:

– Геометрия (длина, глубина заложения фундамента, высота застройки, расположение);

– стройматериал (блоки, каменная стена, древесина, живые растения).

Поперечные береговые укрепления описываются следующими параметрами:

– Геометрия перемычки (длина, глубина заложения фундамента, высота застройки, расположение);

– расположение перемычек (расстояние между 2 перемычками, выравниванием к оси реки);

– стройматериал (блоки, каменная стена, древесина, живые растения)

Картины угроз

В таб.1 представлены картины угроз для береговой защиты рек, а также соответствующие им влияние и параметры защиты. Картины угроз могут встречаться в комбинации или одна угроза возникает вследствие другой, например: из-за эрозии подошв - блоки продольных укреплений уходят в грунт (картина угрозы U2) и устойчивость склона к эрозии уменьшается, таким образом, склон больше не выдерживает сильного течения (картина угрозы U1).

Таблица 1

Картина угрозы	Влияние	Сопротивление
U1 - эрозия непосредственным направлением течения	Буксирное напряжение, сила течения	Сопротивление эрозии
U2 - нестабильность образованием промоины или эрозией подошв	Эрозия внизу склона или вначале перемычек	Сопротивление эрозии руслом реки, глубина заложения фундамента
U3 –непосредственное затопление	Уровень воды, скорость потока, срок влияния	Высота застройки, сопротивление эрозии материала поверх / внутри берегового обеспечения, постановка на якорь перемычки.

Влияние

Сила течения или буксирное напряжение и вторая линия уровня воды - это настоящие величины, которые действуют на берег и вызывают эрозию, срок которой влияет на величину и интенсивность этой самой эрозии. Запись движения - это косвенное влияние, которое вызывает изменение грунта берега либо размытие грунта защитного сооружения (растительности) в зависимости от транспортного движения, либо изменяет уровень грунта по течению. Предотвратить действующее на берега буксирное напряжение в вытянутой или согнутой коагуляции в канале возможно при помощи скамей, у которых сток направлен поперечными течениями. В более узком протока реки при помощи скамей нагрузка не увеличивается. Поперечные течения при меньших стоках наводнения могут сильно повредить берега и вызывать промоины достаточно большой глубины. Параметры геометрии канала (гл. «Оценка мероприятий») величины влияния (уровень воды образуют основу для стока и счета движения транспорта, с которым увеличивается энергетическая высота, буксирное напряжение, срок нагрузки) определяются следующими аспектами:

– изменения подошв во время сильного наводнения;

– формы подошв;

– гофрированных стоков;

– разделенные поперечные разряды;

– концентрации течения;

– растительность.

Сопротивление

При береговых обеспечениях с блоками сопротивление определено величиной блока, расположением склона, заложением глубины фундамента и строительной высотой. Сопротивление древесины или живых растений как стройматериал достаточно трудно зафиксировать данные. Попытки швейцарского инженера в области строительства береговых укреплений Oplatka (1997) при применении ив показали, что сопротивление больше, чем нагрузка течения до тех пор, пока корни находятся в грунте, однако внезапно уменьшается, если вымывается коревая система.

Фундаментный ботинок береговой застройки известен самым редким случаям, разве только это проектные или исполнительные планы. При определенных обстоятельствах она должна устанавливаться в единичном случае зондированием.

Несущая способность и прочность

Для каждой из определенных в таб. 1 картин угроз критерии указываются для надежности и прочности. Пригодность берегового обеспечения измеряется силами в экологических или эстетических функциях, у которых нет влияния на опасную оценку. Здесь никакие критерии по этой причине не учитываются для использования.

Таблица 2

U1 эрозия непосредственным направлением течения
Несущая способность	Прочность
выполняется, если нагрузка течения незначительнее чем сопротивление эрозии	выполняется, если использован долговечный материал (блоки) или деревянные застройки, используемые на более долгий срок без сильных эрозии подошв, которые ведут к деформации и ослаблению застройки.
U2 нестабильность образованием промоиной или эрозией подошв
Несущая способность	Прочность
выполняется, если больший запас береговой защиты	выполняется, если на более длительный срок:- берег обеспечен долговечным материалом (блоками) или деревянными застройками с запасом устойчивости эрозии;- минимальное разрушение подошв или его отсутствие;- длительная защита растительностью.
U3 непосредственное затопление
Несущая способность	Прочность
выполняется, если нагрузка течения незначительназа береговой защитой	выполняется, если на более долгий срок: - никакие сильные подъемы уровня воды не ожидаются; - никакое уменьшение сточной мощности растительностью не ожидаются.

Надежность

Надежность мероприятия "защита береговой линии" определяется по схеме в рис. 1.1. Соединение надежности в классы «Высокая надежность» и «Ограниченная надежность»– это функция обеспечения береговой прочности. Прочность должна гарантироваться поддержкой водоема. Если поддержкой пренебрегают, то принимается условие, что надежность ограничена.

 

Сценарий Х

 

 

Несущая способность присутствует?

Да

Нет

Да

Да

Нет

Пригодно для

использования?

Не имеет значения

Имеет условия прочности?

Высокая надежность

Ограниченная надежность

Незначительная надежность

 

Рис.1.1.

Рис. 1.1. Определение надежности берегового обеспечения на основе проверенной надежности и прочности.

Вывод

Оценка действия сценария описывает по существу размер боковой эрозии в длине и ширине использования защиты. Для критериев действия второстепенного значения используется картина угроз, которая показывает, выполняется ли береговая защита. Напротив, размер эрозии величиной того или иного действия отличаются от тех же морфологических процессов. Опыт из анализа 120 мест эрозии наводнения показывает, что половина боковых эрозий встретились на крутых склонах. Потенциальные места эрозии этого вида хорошо предсказуемы. Разумеется, почти половина боковых эрозий крутых склонов не встретились и, следовательно, не образовались в дальнейшем. При высоких нагрузках ширина рек в долинах составляет двойную ширину канала. При высокой надежности мероприятия «защита береговой линии» никакая береговая эрозия не принимается. Эрозия учитывается в том случае, если будут применены условия ограниченной и незначительной надёжности. У береговой эрозии всегда есть высокая ступень интенсивности. При незначительной надежности в ходе действия есть вероятность вхождения основного сценария. При ограниченной надежности более незначительная вероятность вхождения присоединяется к сценарию действия.

Литература :1.Beurteilung der Wirkung von Schutzmassnahmen gegen Naturgefahren als Grundlage für ihre Berücksichtigung in der Raumplanung [Электронный ресурс]: Nationale Plattform Naturgefahren PLANAT. - Электронные данные. – Режим доступа:http://www.gra-nat.ch/system/media/1799/original/PLANAT_2008_-_Teil_F__Fluesse.pdf?1421155167 . – Загл. с экрана.

Код для цитирования: Скопировать