Перечислите способы борьбы с селями

Мероприятия по борьбе с селями

Классификация селей.

Борьба с селями

Сель или селевой поток — кратковременный, внезапно формирующийся в руслах горных рек поток с высоким (от 10— 15 до 75 %) содержанием твердого материала. Сели возникают в результате ливней или бурного таяния ледников и сезонного снеготаяния в бассейнах горных рек и сухих логов со значительными, не менее 0,10, уклонами при больших скоплениях рыхлого и обломочного материала.

1. По составу селевой массы:- водокаменные;- грязевые;- грязекаменные потоки.

2. По физическим типам- несвязные;- связные.

В несвязных селях транспортирующей средой для твердых составляющих является вода, а в связных — водогрунтовая смесь. В отличие от обычных потоков сели движутся отдельными валами или волнами, что обусловлено как механизмом их образования, так и возникновением заторов по пути движения в сужениях и поворотах русла из твердого материала с последующим их прорывом.

Селевые потоки движутся со скоростью до 10 м/с и более.

Формирование селей в определенном горном районе возможно при трех основных условиях:

-наличие на склонах и в руслах достаточного количества продуктов разрушения горных пород, которые могут составить твердую часть селевого потока;

-наличие достаточно большого стока, т.е. количества воды для смыва, сноса и перемещения рыхлообломочного материала;

— сильно расчлененный рельеф — наличие больших уклонов, крутых склонов, русел, что обеспечивает движение значительных объемов водно-грунтовых масс с большими скоростями.

Помимо этого на возможность формирования селевых потоков оказывают влияние почвенно-грунтовые, гидрогеологические, ботанические, антропогенные и другие факторы.

Участки территорий, где формируются селевые потоки, называются селевыми очагами или селевыми водосборными бассейнами. Селевой водосборный бассейн разделяется на три зоны: 1) зона питания селевого потока водной и твердой составляющими, или зона селеобразования,может быть рассредоточена по склонам, занимая значительную площадь, что в основном характерно для водосборов, склоны которых сложены легковыветриваемыми и легкоразмываемыми породами; может размещаться на небольшой территории, например в виде ледниковых морен, может также располагаться в прирусловой части горных рек, при этом селевой поток формируется за счет береговых размывов и обрушений;

2) зона транзита,или зона движения селевого потока, где происходит русловое движение сформировавшихся выше или образующихся селей;

3) зона отложения селевых выносов,или зона разгрузки,начинается в месте выхода русла на пойменные или надпойменные террасы водотока, где происходят резкое уменьшение уклонов и, следовательно, потеря селевым потоком своей энергии и отложение селевых выносов в конусе выноса.

Главные направления в непосредственной защите города — борьба с образованием и формированием потока; борьба с движущимся потоком; удержание наносов, чтобы они не попали на территорию города.

Инженерные мероприятия проводятся в зоне движения селевого потока и связаны со строительством специальных сооружений. Их основные задачи: перехват потока и регулирование его путем задержки в специальных водохранилищах; перехват потока и отведение по новому руслу; уменьшение скорости движения (уменьшение уклона водотока с помощью запруд); задержка и осаждение каменного материала; укрепление дна и откосов русла. Инженерные сооружения выполняют на основном русле, притоках и в зоне конуса выноса. Их характер, ме­сторасположение и количество определяются исходя из местных условий.

Основные селезащитные сооружения: русловыпрямительные сооружения и селенаправляющие дамбы; берего- и дноукрепительные конструкции; искусственные водохранилища (они же и наносонакопители) и плотины; системы запруд, включая фильтрующие плотины (для снижения скорости и улавливания наносов): искусственные русла и селенаправляющие каналы, устраиваемые с помощью дамб обвалования; сооружения для пропуска селевых потоков над или под железными и автомобильными дорогами.

Источник

Защита территорий населенных мест от селевых потоков (часть 2)

Защита территорий населенных мест от селевых потоков (часть 2)

Сели наносят огромные разрушения.

Защита от селей населенных территорий, а так же различных зданий и сооружений — это комплекс инженерных и строительных мероприятий направленных на предотвращение возникновения опасных селевых потоков.

Для борьбы с селями проводят профилактические меры и строят специальные инженерные сооружения. Применение тех или иных способов борьбы определяют зонами селевого бассейна.

Для предупреждения появления селя или ослабления его действия ещё в самом начале процесса принимают профилактические меры. Профилактические меры заключаются в закреплении почвенного и растительного покрова. В зоне водосбора нельзя вырубать лес и нарушать дерновый покров. Наиболее радикальное средство – лесонасаждение на селеопасных горных склонах. Лес регулирует сток, уменьшает массу воды, рассекает потоки на отдельные ослабленные струи. Целесообразно повышать устойчивость склонов террасированием, перехватывать и отводить воду нагорными канавами, земляными валами.

Наибольший эффект в руслах селей дают:

• запруды, из камня и бетона, установленные поперек русла, которые задерживают сель и отбирают у нее часть твёрдого материала;
• полузапруды, которые отжимают поток к менее подверженному разрыву берегу;
• селеулавливатели в виде котлованов и бассейнов, которые закладывают на пути движения потоков.
• берегоукрепительные подпорные стенки, препятствующие размыву берегов русла и защищающие здания от ударной силы селя.
• направляющие дамбы, которые направляют поток в нужном направлении и ослабляют его действие;
• селехранилища.

На участках населённых пунктов и отдельных сооружений, расположенных в зоне отложения пролювия, устраивают

• отводные каналы;
• направляющие дамбы;
• забирают русло рек в высокие каменные берега, ограничивающие растекание селевого потока.

Для защиты дорожных сооружений наиболее рациональны селеспуски в виде железобетонных и каменных лотков, пропускающих сели над сооружениями или под ними.

СООРУЖЕНИЯ И МЕРОПРИЯТИЯ

Для инженерной защиты территорий, зданий и сооружений от селевых потоков применяют следующие виды сооружений и мероприятий, приведенные в табл.1

Таблица 1. Сооружения и мероприятия для инженерной защиты территорий, зданий и сооружений от селевых потоков

Вид сооружения и мероприятия

Назначение сооружения и мероприятия и условия их применения

І. Селезадерживающие

Плотины бетонные, железобетонные, из каменной кладки:

сквозные Задержание селевого потока в верхнем бьефе. Образование селехранилищ Плотины из грунтовых материалов (глухие) ІІ. Селепропускные

Мосты Пропуск селевых потоков через объект или в обход него ІІІ. Селенаправляющие

Направляющие и ограждающие дамбы

Шпоры Направление селевого потока в селепропускное сооружение

IV. Стабилизирующие

Агролесомелиорация Прекращение движения селевого потока или ослабление его динамических характе­ристик V. Селепредотвращающие

Плотины для регулирования паводков

Водосбросы на озерных перемычках Предотвращение селеобразующих паводков VI. Организационно-технические

Организация службы наблюдения и оповещения Прогноз образования селевых потоков

СЕЛЕЗАДЕРЖИВАЮЩИЕ ПЛОТИНЫ

Селезадерживающие плотины, проверяют на воздействие селя, вызванного паводком, с вероятностью превышения 0,01%. При этом, предусматривают устройство поверхностных селесбросных сооружений, обеспечивающих сброс избыточного объема селевого потока, по сравнению с расчетным. Возможно повышение отметки гребня плотины, обеспечивающее аккумуляцию всего объема селевого потока.

При проектировании селезадерживающих плотин следует предусматривать водопропускные сооружения для пропуска в нижний бьеф бытового стока реки, а также сброса водной составляющей наносоводных селей. При этом сбросной расход не должен превышать критического селеобразующего расхода, определяемого для участка ниже створа плотины.

Селезадерживающие плотины проектируют, как правило, без противофильтрационных устройств и без затворов на водопропускных сооружениях. Для аккумуляции селей допускается предусматривать плотины сквозной конструкции. Нагрузки на сквозные плотины принимают как на глухие плотины.

Возвышение гребня глухих селезадерживающих плотин из грунтовых материалов над уровнем, соответствующим расчетному объему селехранилища, следует принимать не менее высоты последнего селевого вала, определяемого при максимальном расчетном расходе селя и среднем угле наклона, равном углу наклона участка перед селехранилищем. При этом для грязекаменных селей высота селевого вала у плотины принимается равной глубине селя у входа в селехранилище.

СЕЛЕПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Основными видами селепропускных сооружений являются:

• каналы — для пропуска селевых потоков через населенные пункты, промышленные предприятия и другие объекты, позволяющие в одном уровне с ними пропустить селевой поток через объект или в обход его;
• селеспуски — для пропуска селевых потоков через линейные объекты (автомобильные и железные дороги, каналы, газопроводы, нефтепроводы, и др.).

Применение селепропускных сооружений для пропуска грязекаменных селей допускается лишь при продольном уклоне сооружения не менее 0,10. Размеры селепропускных сооружений с входными и выходными участками, а также отводящего тракта следует назначать из условия обеспечения необходимой транспортирующей способности потока, при этом:

• уклон дна сооружений принимают не менее среднего уклона подходного участка селевого русла, длина которого принимается равной не менее двадцати ширин селевого потока;
• ширина сооружений, как правило, принимается равной средней ширине селевого потока на подходном участке селевого русла;
• продольную ось селепропускного сооружения совмещают с динамической осью селевого потока; при необходимости поворота сооружения угол между осями принимается не более 8°;
• возвышение стен (перекрытий) селепропускных сооружений над максимальным уровнем селевого потока следует принимать равным 0,2 Hmax, где Hmax — максимальная глубина солевого потока, но не менее 1 м — для потков и не менее 0,5 м — для каналов.

Входной участок селепропускных сооружений рекомендуется ориентировать в плане таким образом, чтобы угол установки сопрягающих стенок по отношению к оси главного русла не превышал 11°. Возвышение стен над максимальным уровнем селевого потока на входных участках рекомендуется принимать не менее 0,5 Нmax.

СЕЛЕНАПРАВЛЯЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

Селенаправляющие сооружения предусматривают для направления потока в селепропускное сооружение, отвода селевого потока от защищаемого объекта или предотвращения подмыва защищаемой территории.

Напорные откосы направляющих и ограждающих дамб рекомендуется крепить облицовкой из сборного или монолитного железобетона.

При односторонней защите берегов от размыва наносоводными селями рекомендуется применение шпор глухой или сквозной конструкции.

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

Проектирование склоновых стабилизирующих сооружений (подпорных стен и дренажных устройств) осуществляют в соответствии с нормативными требованиями

Русловые стабилизирующие сооружения предусматривают в виде систем запруд, охватывающих все участки селевых русел данного бассейна.

Верхняя граница стабилизации русел определяется местоположением створа, выше которого расход дождевого паводка с вероятностью превышения 2% уже не превышает критический селеобразующий расход.

Нижняя граница стабилизации русел определяется уклоном i = 0,02, при котором селевые потоки уже не образуются.

При возведении запруд на нескальном основании для предотвращения подмыва сооружения рекомендуется устройство в нижнем бьефе контрзапруды высотой 0,25 Н на расстоянии 2 Н от основной запруды (Н — высота основной запруды над дном русла, м). Запруда и контрзапруда соединяются между собой продольными стенками.

Стабилизирующие сооружения должны рассчитываться на пропуск дождевого паводка с вероятностью превышения 2 %.

Для предотвращения подмыва бортов сооружения пропуск паводков через гребень запруды необходимо производить по специальному водосливному углублению, ширина которого обуславливается шириной пойменной части реки, а глубина — требованием пропуска расчетного дождевого паводка. Отверстия для выпуска воды в теле запруды располагаются в пределах горизонтальной проекции водосливного углубления.

Запруды следует рассчитывать на прочность и устойчивость как подпорные стены с учетом гидростатического и фильтрационного давлений воды и отложившихся наносов.

СЕЛЕПРЕДОТВРАЩАЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

Террасы (террасы-каналы, нагорные каналы) применяются для уменьшения максимального расхода дождевых паводков путем:

• перехвата склонового стока и перевода его в грунтовый, либо
• медленного отвода его в сбросные каналы или русла.

Пропускная способность этих сооружений должна обеспечивать отвод паводка с вероятностью превышения 2 %.

Плотины применяют в условиях, когда очаг образования дождевого или гляциального селя находится ниже очага формирования селеобразующего паводка и между этими участками рельеф позволяет создать регулирующую емкость. Плотина должна быть оборудована выпуском воды, обеспечивающим автоматическое опорожнение регулирующей емкости с расходом, не превышаю­щим селеобразующий, а также катастрофическим водосбросом.

Требуемую вместимость регулирующей емкости следует определять объемом паводка с вероятностью превышения 1% за вычетом объемов, сбрасываемых в нижний бьеф в период аккумуляции этого паводка.

Водосбросы следует осуществлять для предотвращения прорыва озер. Тип водосброса (траншейный, сифонный, туннельный и др.) определяется строительными условиями и характером озерной перемычки.

Водосбросы рассчитывают на расход с вероятностью превышения 2 %.

Для защиты от селей часто используют бетонные и железобетонные материалы, но, несмотря на их надёжность и высокую прочность, это не всегда оправдано. Большинство районов, где зарождаются разрушительные селевые потоки, находятся в труднодоступной горной местности, вдалеке от основных транспортных магистралей. Доставка туда массивных железобетонных деталей, бетона, арматуры, а так же строительных механизмов бывает значительно затруднена, а иногда и вовсе невозможна.

Труднодоступность и удаленность сооружений для защиты от селей, предопределили преимущество использования для их строительства габионных конструкций. Габионные представляют собой короба из проволочной сетки, заполненные камнем, что буквально лежит под ногами в горах. Они весят немного, легко складываются и перевозятся, а их заполнение осуществляется при строительстве защиты.

Из коробчатых габионов можно возводить боковые части селепропускных русел в виде подпорных стен со ступенчатыми, наклонными или вертикальными лицевыми гранями. Дно таких русел укрепляют из матрасных габионов. Такие сооружения и их сопряжения друг с другом отличаются повышенной прочностью, надежностью и долговечностью, а для их возведения не требуется использование тяжелой строительной техники.

Габионные конструкции применяются в мире в области стабилизации эрозионных процессов любого рода уже более 100 лет.

Коробчатые габионы собираются в форме прямоугольного короба высотой 0,17 – 1,0 м., длиной 1,0 – 6,0 м, шириной 1,0 — 4 м. Для упрочнения конструкции и облегчения работы по укладке камня они разделяются перегородками (диафрагмами) на ячейки.

Плоские сетчатые габионы — матрацы Рено, Джамбо и др. изготавливаются из оцинкованной металлической сетки двойного кручения, в форме параллелепипеда небольшой высоты и с большой площадью поверхности основания. Заполняются такие габионы камнем, в процессе выполнения строительных работ. Они имеют шестигранные ячейки с цинковым или гальфановым покрытием. В агрессивных средах дополнительно можно использовать полимерное (ПВХ) покрытие.

Эфективным методом защиты от селевых потоков, является кольчужная сеть. Кольчужная сеть воспрепятствуют вывалам камня, и выдерживает значительно большие нагрузки, чем применяемые защитные тросы.

Источник