Поверхностного затопления и подтопления

 

На территории Украины много больших и малых рек. Часть речной долины, периодически затапливаемую полыми водами рек, называют поймой. На этой территории часто наблюдается переувлажнение территорий, что затрудняет ее использование, как в сельскохозяйственных, так в промышленных целях. Избыточное увлажнение наблюдается также в приморских, приозерных и других низменностях.

Для таких территорий применяются комплексные мелиорации следующих видов:

- регулирование рек-водоприёмников;

- обвалование пойм;

- механическую откачку воды с обвалованных территорий;

- осушение пойменных земель;

- орошение (увлажнение) пойменных земель;

- аккумуляцию стока на водосборе;

- создание водохранилищ для регулирования речного стока;

- борьба с засолением земель;

- засыпка мелких озер и других понижений местности, а также планировка территорий;

- намыв грунта для повышения поверхности низменностей;

- борьба с эрозией грунтов.

Рассмотрим некоторые из перечисленных мероприятий, прямо направленные на защиту территорий от затопления и подтопления.

Самотечное осушение подтапливаемых территорий при помощи дренажей.

В зависимости от площадей подтопления и характера исполь­зования территорий, топографических и геологических условий, а также условий движения грунтовых вод со стороны водохрани­лища и водораздела применяют следующие схемы дренажа для борьбы с подтоплением земель:

1. Систематического дренажа - применяют в случаях, когда подтапливаются большие по площади территории. По этой схеме дренаж проектируют по всей подтапливаемой территории с рас­четными параметрами.

2. Головного, или ловчего дренажа - используют при значи­тельном притоке грунтовых вод со стороны водораздела. В этом случае головную дрену устраивают на пути движения грунтовых вод к подтапливаемой территории, у верхней ее границы.

3. Берегового дренажа - применяют в случае значительного притока фильтрационных вод со стороны водохранилища или реки. Береговую дрену закладывают у нижней границы защищаемой тер­ритории вблизи береговой линии. Этот вид дренажа является основным и наиболее распространенным при борьбе с подтопле­нием земель.

4. Контурного, или кольцевого дренажа - используют для защиты отдельно стоящих небольших объектов. В этом случае дренаж проектируют вокруг защищаемого объекта.

На конкретных объектах дренаж можно проектировать по одной или нескольким схемам.

Дренаж для борьбы с подтоплением земель выполняют гори­зонтальным или вертикальным, открытым или закрытым.

Гори­зонтальные дрены применяют при неглубоком залегании водоупора, в однородных грунтах, а также в слоистых грунтах при уменьшении коэффициента фильтрации по глубине. Горизонталь­ные закрытые дрены устраивают из керамических, асбестоцементных или бетонных труб; их можно также выполнять в виде спе­циальных галерей из бетона или каменной кладки. Для усиления водоприемной способности дрен траншею над ними следует за­сыпать хорошо водопроницаемым грунтом.

Искусственное повышение их поверхности.

Защиту территорий от затопления и подтопления в ряде слу­чаев можно осуществлять путем искусственного повышения их поверхности, достигаемого намывом или насыпкой грунта.

Наиболее древний способ мелиорации и наращивания поверх­ности низменностей - кольматаж, который заключается в пе­риодических напусках на мелиорируемые территории речных вод, богатых наносами, и последующем отложении взвешенных на­носов. Для более равномерного и качественного отложения нано­сов низменности разделяют земляными валиками на бассейны (чеки) площадью в несколько гектаров, куда обычно самотеком подается мутная вода из реки (рис. 3.7).

Рис. 3.7 - Схема кольматажа: 1 - река; 2 - подводящий канал; -3 - сбросной канал; 4 - зем­ляные валы; 5 - водовыпуски в валах; 6 - горизонтали

 

Осаждение наносов вы­полняют периодическим или непрерывным кольматированием. При периодическом кольматировании вода в бассейнах стоит в течение 0,5...2 сут., после осаждения наносов ее сбрасывают через отвод­ной канал в реку. После этого бассейны вновь заполняют мутной водой из реки. Периодическое кольматирование позволяет регу­лировать состав отлагаемых наносов. Нижние слои грунта фор­мируют из более крупных наносов за счет быстрого сброса воды из чеков, а верхние - из более мелких илистых и глинистых ча­стиц за счет задержания речных вод на более продолжительное время. Такое напластование наносов обеспечивает лучшую дренированность территорий и повышает плодородие создаваемых почв. При непрерывном кольматировании подаваемая вода движется по чекам со скоростями, при которых осаждаются наносы, заданных фракций, а осветленная вода сбрасывается обратно в реку.

Способ естественной кольматации применим только на тер­риториях вблизи рек с большими расходами и значительным со­держанием взвешенных наносов в воде. В таких условиях за один год можно нарастить слой грунта от 1 до 10 см и более.

Процесс кольматации длится 5-10 лет и более. После окончания кольматации поверхность планируют под уклон при­мерно 0,0002...0,0005 в сторону реки.

В Грузии кольматаж широко применяли в 1930-1950гг. на Колхидской низменности с использованием вод реки Риони, несущей много наносов. Но равнинные реки СНГ со­держат небольшое количество наносов в паводковых водах, поэ­тому кольматирование наносами здесь нерационально.

Гидронамыв грунта.

Процесс кольматации можно ускорить средствами гидромеха­низации, применяя размыв грунта с помощью гидромониторов и подачу пульпы (разжиженного грунта) на чеки по лоткам или напорным трубопроводам. Однако из-за высокой стоимости ис­кусственный намыв грунта применяют редко. Его использова­ние оправданно в тех случаях, когда одновременно с кольматацией проводят дноуглубительные работы на реках, озерах или водохранилищах. Так, при углублении фарватера Днепра в Кие­ве размытую с помощью земснарядов песчаную пульпу использо­вали для намыва острова Русановка, на котором построен новый жилой массив.

При искусственном намыве грунта необходимо предусматри­вать дренажную сеть, обеспечивающую недопущение поднятия уровня грунтовых вод как в процессе намыва, так и при после­дующей эксплуатации территорий.

Кольматаж можно применять не только для поднятия по­верхности земли над уровнем грунтовых вод, но и для покрытия плодородным слоем территорий с бесплодными песчаными или галечниковыми грунтами.

На пониженных участках, примыкающих к жилым или про­мышленным территориям, в целях получения дополнительных площадей для их расширения в последние годы начали приме­нять механическую подсыпку привозным грунтом.

Регулирование водоприёмников.

Осуществляется следующими способами:

- увеличением поперечного сечения русел рек;

- расчистка русел от засоров (удаление растительности, удаление деревьев, заиления);

- спрямление русла реки-водоприемника;

- при помощи выправильных сооружений (струенаправляющие дамбы, прерывистые дамбы - траверсы, водостеснительные сооружения – буны, полузапруды);

- устранение искусственных подпоров воды и снижение уровня воды в водоемах и озерах (реконструкция искусственных сооружений; увеличение отверстий; ликвидация запруд).

Обвалование.

Обвалование - устройство дамб (валов) для защиты земель от затопления. Такие защитные территории с мелиоративной системой на ней называется польдерами (голландское poel –болото, лужа). Удаление воды с обвалованных территорий осуществляется как правило при помощи механического удаления – откачкой насосами.