Стокорегулирующиие противоэрозионные гидротехнические сооружения на склонах.

Водозадерживающие валы. Распространены при закреплении активно растущих оврагов во всех зонах овражной эрозии. Ими за­крепляют склоновые, вершинные и береговые овраги с водосборной площадью до 20—25 га.

Для лесной и лесостепной зон гидрологические и строительные расчеты валов производят, исходя из необходимости задержать оста­точный среднемноголетний весенний сток, который поступает к вершинам растущих оврагов с водосборов. Для степной зоны расчеты ведут на задержание ливневого стока 10%-ной обеспеченности.

Валы размещают по горизонталям рельефа, удаляя от бровки вершины оврага на двойную величину вершинного перепада. Но на засыпанных оврагах сооружения можно располагать к ним вплотную и даже ниже бровки. При этом исходят из того, чтобы валы не зани­мали пахотные земли, не мешали движению транспорта, прогону скота и др.

 

Оптимальными следует считать валы с размерами: высота строи­тельная 1,7—1,8 м, общая после осадки грунта 1,5—1,6 м, рабочая 1,2—1,3 м, ширина поверху —2,5 м, заложение откосов сухого 1:1; мокрого —1:1,5.

Длину валов рассчитывают так, чтобы при указанных размерах по высоте они задерживали весь расчетный талый или ливневый сток.

Форма валов в плане в основном должна быть прямолинейной или слегка выпуклой в сторону мокрого откоса. Для устойчивости длинного вала через 60—80 м устраивают перемычки длиной 10—15 м. На концах вала под углом 110—130° делают две шпоры, одну глухую, закрытую, другую открытую, через которую сбрасывают излишек воды.

Эти сооружения рассчитывают в следующем порядке: задаются общей высотой валов в пределах от 0,4 до 1 м, заложением мокрого и сухого откосов.

—- на плане в горизонталях определяют средний уклон поверхности склона по отношению

i_cp= tga =

— вычисляют ширину прудка воды перед валом

В_п =

где:Н_р— рабочая высота вала, равная глубине прудка воды, м;

                i_ср — уклон.

— находят объем воды, задерживаемый одним погонным метром вала

W =

— определяют объем стока с 1 м водосборной площади
                                                          h_10% =

где: h_10% — слой стока 10 %-ой вероятности превышения, мм;

— рассчитывают расстояние между осями валов, м.

 

— находят общую протяженность валов для задержания
стока вероятностью превышения 10 % (L_об. м.)

Водозадерживающие валы обычно устраивают в верши­нах оврагов для предупреждения поступления в них вод по­верхностного стока. Эти сооружения обеспечивают как пре­дупреждение линейной эрозии, так и дополнительное поступ­ление воды в почву на затопленном участке склона. В этом отношении эти сооружения во многом схожи с глубоководны­ми лиманами, отличаясь от них тем, что задержанная вода полностью впитывается в почву перед валом.

Для определения местоположения трассы сооружения (проходящей по горизонтали) определяют расстояние от вер­шины оврага до линии сухого (низового) откоса вала

l _в = 3h_o • K₃

где: l _в — расстояние от вершины оврага до линии сухого от­коса вала, м;

   h_o — высота вершинного перепада оврага, м;

   K₃— коэффициент запаса (для глин K₃= 1; для суглинков и супесей   = 1,2; для лесовидных суглинков   = 1,4).

Объем стока, задерживаемый одним погонным метром вала, рассчитывают по соотношению

W₁ =

где:W_10%об — объем стока воды во время ливня или весенне­го половодья вероятностью превышения 10 %, м³; L_вала— дли­на трассы вала (определяется на плане с горизонталями мас­штаба 1:1000), м.

Рабочая высота вала определяется по формуле

Hp =

 где: Hp— рабочая высота вала, м;

     i — уклон склона.

    W₁ — объём стока, задерживаемый одним погонным метром вала.

 

Общую высоту вала находят как            

Н_об = Н_р + Z

где: Z — запас

(при Н_р = 1—1,5м. Z = 0,4м., при Н_р = 1,51—2м., Z = 0,5м. при Н_р = 2,1—2,5м. 

Z = 0,6м.)

Для задержания воды на концах вала под углом 90—110^о устраивают «шпоры» с одинаковой отметкой. На конце од­ной из шпор предусматривают водообход, ширину которого определяют по формуле

водослива с широким порогом.

В_вс =

 

где:В_вс — ширина порога водообхода, м;

Q_10% — макси­мальный расход воды во время ливня или весеннего поло­водья вероятностью превышения 5 %, м³/с;

m — коэф­фициент расхода водослива;

g = 9,81м/с² — ускорение силы тяжести;

H = 0,1—0,15 — глубина воды на пороге водослива, м. Длину «шпор», перемычек и прудка воды, а также его ширину определяют графически на чертеже.

Валы сооружают бульдозерами на тракторах класса 3. Площадь их засевают многолетними травами или занимают лесом.

Чтобы они были долговечны и нормально работали, необходимо выполнить несколько условий: хорошо утрамбовать грунт в теле вала; обеспечить горизонтальность гребня вала; правильно рассчитать соотношение по высоте между гребнем вала и порогом водообхода; периодически наблюдать за валами, ликвидировать повреждения после весеннего или ливневого стока.  

Водозадерживающие валы для закрепления оврагов применяют уже давно. Эффективность их в разных зонах в зависимости от сроков эксплуатации сооружений, качества проектирования и строительства различна. Но в целом результаты положительны.

Положительная роль валов усиливается при их комплексном действии с приовражными лесными полосами и насаждениями на от­косах.