Лекция № 3

Тема: «Инженерная защита территории от затопления и подтопления»

План лекции

3.1 Основные сведения по инженерной защите территорий от затопления и подтопления

3.2 Отвод поверхностных и подземных вод

3.3 Строительство защитных дамб

3.4 Технология и организация строительства горизонтального и вертикального дренажа.

3.1 Основные сведения по инженерной защите территорий от затопления и подтопления

Причины затопления и подтопления территорий, как правило, следующие: формирование паводков 3-5% обеспеченности; накопление наносов в русле самой реки и поднятие отметок дна; снижение ширины русла и его пропускной способности; смещение гидродинамической оси потока в ту или иную сторону; обрушения и размывы берегов с последующим вовлечением в зону обрушения дамб обвалования; наличие эрозии и абразии русла с образованием отвесных вертикальных уступов – потенциально предрасположенных к обрушению (В результате боковой эрозии на вогнутых участках меандр берега деформируются и обрушаются. Выпуклые берега наоборот зарастают, мелеют, принимают на себя значительную часть наносов, создаются отмели, косы, заиления протоков и стариц, берущих на себя, в нормальных условиях пропуск части паводка); ненормированная выработка карьеров строительных материалов в сечении русел (песка и гравия), как элемент хозяйственной деятельности человечества, также создают условия для создания критической ситуации; наблюдаемое частичное или полное разрушение берегоукреплений наиболее опасных участков в свою очередь, является катализатором выхода паводкового стока за пределы русла с негативными последствиями; осадка гребня существующих дамб обвалования и их обрушение; пораженность тела дамб землероями, корневищами отмерших деревьев, наличие в теле дамб или валов, незаглушенных трубопроводов, остатков демонтированных НС, создающих дополнительные условия для выхода паводка за их пределы на пойменную часть.

За последнее десятилетие резко обострилась паводковая ситуация в целом по России и, особенно в Южном Федеральном округе. Так только в нижнем течении Кубани из-за старения, неудовлетворительного технического состояния, выхода из строя существующей противопаводковой системы пойменных и дельтовых земель нижней Кубани создались условия для невозможности пропуска паводкового стока свыше 800 м³/с. Под угрозой затопления оказалось 87 населенных пунктов с численностью населения свыше 300 тыс. человек и возможность затопления около 542 тыс. га территории.

При проектировании инженерной защиты территории от затопления и подтопления надлежит разрабатывать комплекс мероприятий, обеспечивающих предотвращение затопления и подтопления территорий в зависимости от требований их функционального использования и охраны) природной среды или устранение отрицательных воздействий затопления и подтопления.

Защита территории от затопления и подтопления населенных пунктов, промышленных и коммунально-складских объектов должна обеспечивать: бесперебойное и надежное функционирование и развития городских, градостроительных, производственно-технических, коммуникационных, транспортных объектов, зон отдыха и других территориальных систем и отдельных сооружений народного хозяйства; нормативные медико-санитарные условия жизни населения; нормативные санитарно-гигиенические, социальные и рекреационные условия защищаемых территорий.

Защита от затопления и подтопления месторождений полезных ископаемых и горных выработок должна обеспечивать: охрану недр и природных ландшафтов; безопасное ведение открытых и подземных разработок месторождений полезных ископаемых, в том числе нерудных материалов; исключение возможности техногенного затопления и подтопления территорий, вызываемых разработкой месторождений полезных ископаемых.

Защита сельскохозяйственных земель и природных ландшафтов должна: способствовать интенсификации производства сельскохозяйственной, лесной и рыбной продукции; создавать оптимальные агротехнические условия; регулировать гидрологический и гидрогеологический режимына защищаемой территории в зависимости от функционального использования земель; способствовать комплексному и рациональному использованию и охране земельных, водных, минерально-сырьевых и других природных ресурсов.

При защите природных ландшафтов вблизи городов и населённых пунктов предусматривают использование территории для создания санитарно-защитных зон, лесопарков, лечебно-оздоровительных объектов, зон отдыха, включающих все виды туризма, рекреации и спорта.

В качестве основных средств инженерной защиты от затопления и подтопления следует предусматривать обвалование, искусственное повышение поверхности территории, руслорегулирующие сооружения и сооружения по регулированию и отводу поверхностного стока, дренажные системы и отдельные дренажи и другие защитные сооружения.

В качестве вспомогательных средств инженерной защиты от затопления и подтопления надлежит использовать естественные свойства природных систем и их компонентов, усиливающие эффективность основных средств инженерной защиты. К последним относят повышение водоотводящей и дренирующей роли гидрографической сети путем расчистки русел и стариц, фитомелиорацию, агролесотехнические мероприятия и т.д.

В состав проекта инженерной защиты территории от затопления и подтопления включают организационно-технические мероприятия, предусматривающие обеспечение пропуска весенних половодий и летних паводков.

Инженерная защита на застраиваемых территориях должна предусматривать образование единой комплексной территориальной комплексной территориальной системы или локальных приобъектных защитных сооружений, обеспечивающих эффективную защиту территорий от наводнений на реках, затопления и подтопления при создании водохранилищ и каналов; от повышения уровня грунтовых вод, вызываемого строительством и эксплуатацией зданий, сооружений и сетей.

Необходимость защиты территорий пойм рек от естественных затоплений определяется потребностью и степенью использования отдельных участков этих территорий под городскую или промышленную застройку, или под сельскохозяйственные угодья, а также месторождения полезных ископаемых.

Расчётные параметры затоплений пойм рек определяют на основе инженерно-гидрологических расчетов в зависимости от принимаемых классов защитных сооружений. При этом следует различать затопления: глубоководное (глубина свыше 5 м), среднее (глубина от 2 до 5 м), мелководное (глубина покрытия поверхности суши водой до 2 м).

Границы территорий техногенного затопления следует определять при разработке проектов водохозяйственных объектов различного назначения и систем отвода отработанных и сточных вод от промышленных предприятий, сельскохозяйственных земель и горных выработок месторождений полезных ископаемых.

При разработке проектов инженерной защиты от подтопления надлежит учитывать следующие источники подтопления: распространение подпора подземных вод от водохранилищ, каналов, бассейнов ГАЭС и других гидротехнических сооружений, подпора грунтовых вод за счёт фильтрации с орошаемых земель на прилегающие территории, утечку воды из водонесущих коммуникаций и сооружений на защищаемых территориях, атмосферные осадки.

При инженерной защите городских и промышленных территорий следует учитывать отрицательное влияние подтопления на: изменение физико-механических свойств грунтов в основании инженерных сооружений и агрессивность грунтовых вод; надёжность конструкций зданий и сооружений, в том числе возводимых на подрабатываемых и ранее подработанных территориях; устойчивость и прочность подземных сооружений при изменении гидростатического давления грунтовой воды; коррозию подземных частей металлических конструкций, трубопроводных систем, систем водоснабжения и теплофикации; надёжность функционирования инженерных коммуникаций, сооружений и оборудования вследствие проникания воды в подземные помещения; проявление суффозии и эрозии; санитарно-гигиеническое состояние территории; условия хранения продовольственных и непродовольственных товаров в подвальных и подземных складах.

Инженерная защита территории от затопления и подтопления направлена на предотвращение или уменьшение народнохозяйственного, социального и экологического ущерба, который определяется снижением количества и качества продукции различных отраслей народного хозяйства, ухудшением гигиенических и медико-санитарных условий жизни населения, затратами на восстановление надежности объектов на затапливаемых и подтопленных территориях.

Эффективность проектируемых противопаводковых мероприятий определяют сопоставлением технико-экономических показателей варианта комплексного использования водохранилища и защищаемых земель с вариантом использования земель до проведения противопаводкых мероприятий.