СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТЕРРИТОРИЙ ОТ ЗАТОПЛЕНИЯ В РЕЧНЫХ БАССЕЙНАХ
METHOD FOR PROTECTION OF TERRITORIES AGAINST FLOODING IN RIVER BASINS

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к инженерной системе защиты от затопления территорий, расположенных в речных долинах.
Известные инженерные способы защиты территорий от затопления речными паводками включают систему закрытых дамб обвалования, ограждающих защищаемые территории (город, поселок, сельскохозяйственные угодья и т.д.).
Недостатком систем с дамбами обвалования является высокая стоимость сооружений из-за значительной длины дамб, необходимость устройства на защищаемой территории дренажных систем для сбора фильтрующей через дамбы воды и насосных для ее откачки, большие эксплуатационные издержки.
Кроме того, ограждаемая дамбами обвалования защищаемая зона сужает паводковый поток, протекающий по долине, что приводит к увеличению скоростей течения и дополнительным размывам берегов и поймы, а также требует усиленного крепления откосов дамб.
Известны способы защиты территории от затопления путем строительства выше зоны затопления противопаводковых водохранилищ многолетнего регулирования. Такие водохранилища используются как для улавливания паводка, так и для последующего использования накопленных вод для хозяйственных целей (орошения, выработки электроэнергии). Именно таким способом защищена от паводков территория в районе реки Зеи после строительства Зейского гидроузла и образования Зейского водохранилища. Для этой же цели строится Бурейский гидроузел (река Бурея).
Недостатками такого способа инженерной защиты являются: высокая стоимость гидроузла, большие площади затопляемых земель и исключительно низкая эффективность их создания на малых водотоках. Обусловлено это тем, что малые водотоки (ручьи, овраги) только в паводковый период имеют высокие расходы воды. В остальной период времени расходы воды имеют малую величину, что снижает энергоотдачу гидроузла и исключает возможности использования гидроузла для других водохозяйственных целей (водоснабжение, орошение и т.д.).
Известны способы защиты от паводков, включающие систему дамб-запруд, образующих временные водохранилища. Дамбы-запруды устанавливают в притоках реки в зоне формирования паводка. Задержка стока производится бетонными дамбами-запрудами, в теле которых для сброса воды устраиваются отверстия (Патент РФ №2116401 С1, кл. Е02В 3/02 от 27.07.98 г.).
Недостатком данного способа является высокая стоимость реализации способа, обусловленная тем, что возведение бетонных дамб-запруд приходится проводить в горных районах, где отсутствуют транспортные пути, необходимые для завоза строительных материалов (бетона).
Последнее решение (Патент РФ №2116401 С1) принято нами за прототип.
Цель изобретения - снижение затрат на строительство противопаводковых дамб-запруд в труднодоступных горных районах, повышение надежности противопаводковой системы.
Эта цель достигается тем, что тело фильтрующей дамбы-запруды располагают в крутом каньоне реки и формируют взрывом, обрушая в русло реки берега скального каньона в два этапа, на первом этапе обрушают в русло реки крупные скальные массивы, а на втором этапе взрывают заряды, которые располагают с меньшим шагом и укладывают дробленые массивы и мелкий камень в верхнюю зону фильтрующей насыпи.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема размещения временных водохранилищ в бассейне реки в плане; на фиг.2 - то же в продольном разрезе по руслу реки; на фиг.3 представлен поперечный разрез дамбы-запруды, выполненный в виде фильтрующей дамбы из каменной наброски; на фиг.4 представлен поперечный разрез каньона реки, в котором тело дамбы-запруды сооружается взрывным способом.
Катастрофические дождевые паводки происходят в долинах рек, сток которых формируется в предгорьях. Ливневые дожди, выпадающие в предгорьях, где расположены многочисленные притоки реки, с высокой скоростью сбрасывают большие объемы воды в реку, протекающую в пойме.
Весь речной бассейн разделен условно на две зоны (фиг.1, 2):
1 - зона формирования паводка, приходящаяся на горную часть бассейна; 2 - зона подтопления, приходящаяся на равнинную часть бассейна реки.
Защищаемая часть территории 3 располагается в зоне подтопления 2 (фиг.1, 2). Для защиты от паводков в каждом речном притоке в зоне формирования паводка 1 строят дамбы-запруды 4 с временным сухим водохранилищем 5. Дамбы-запруды 4 на каждом притоке располагаются одна за другой, что позволяет создать каскад малых водохранилищ 5, улавливающих основной объем стока. Ступенчатое расположение водохранилищ позволяет сооружать дамбы-запруды 4 любой высоты с любым объемом водохранилища и после «срезки» пика паводка в короткие сроки опорожнить их, используя в последующем временно подтопленные земли для хозяйственного использования.
Каждая дамба-запруда (фиг.3) состоит из каменной насыпи, уложенной поперек русла реки в виде трапециевидной призмы.
В нижней зоне 6 укладывают крупный камень, в верхней зоне 7 - более мелкий камень. Такое зонирование камня позволяет осуществлять пропуск дозированного (безопасного) расхода в нижележащие участки местности, а после прохождения паводка за короткие сроки производить опорожнение водохранилища. Кроме того, наличие крупного камня в нижней зоне исключает возможность заиления фильтрующей зоны водосброса.
Для быстрого возведения фильтрующей дамбы-запруды место ее расположения выбирают в узких скальных каньонах (фиг.4) и сооружают взрывным способом.
Для создания в основании дамбы фильтрующей зоны 6 на первом этапе обрушают взрывом крупные скальные массивы, для чего в крутых и неустойчивых склонах закладывают крупные заряды 8.
На втором этапе взрывают мелкие заряды 9, которые располагают меньшим шагом. После взрыва зарядов 9 в верхнюю зону 7 укладывается дробленый мелкий камень.
Взрывной способ сооружения дамб-запруд позволяет быстро возвести сооружения при оперативном получении прогноза о возможном наступлении паводка.