ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЧЕТУ РУСЛОВЫХ, ПОЙМЕННЫХ И БЕРЕГОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ, ВОЛНОВЫХ И ЛЕДОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ФУНДАМЕНТОВ ОПОР ЛЭП НА ПЕРЕХОДАХ ЧЕРЕЗ РЕКИ И ВОДОХРАНИЛИЩА
ЛЕНИНГРАД • 1973
ПРЕДИСЛОВИЕ
При проектировании переходов линий электропередач (ЛЭП) через реки и речные поймы необходимо, помимо общих инженерных соображений, учитывать следующие гидроморфологические обстоятельства:
а) гидродинамическое воздействие руслового и пойменного потоков на фундаменты опор (течения, волнение, лед);
б) изменение со временем топографии участка сооружения, возникающее в результате деформаций русла и поймы под действием текущей воды.
В природных условиях как гидродинамические воздействия, так и морфологические изменения отображают влияние многих, разнообразных факторов, часто имеющих случайный характер. Точный учет этих факторов связан с трудностями, непреодолимыми при современном состоянии наших знаний. Но и в тех случаях, когда могут быть предложены относительно строгие расчетные схемы, практическая их реализация часто оказывается затрудненной или большой и неоправданной трудоемкостью расчетов, или невозможностью получения необходимой исходной информации.
Вместе с тем существующие знания руслового и пойменного процессов позволяют выработать систему практических рекомендаций по учету гидроморфологической обстановки при инженерном проектировании и тем существенно повысить надежность эксплуатации инженерных сооружений.
В 1967 г. были введены «Рекомендации по учету русловых деформаций при проектировании переходов магистральных "трубопроводов через равнинные реки с естественным режимом», изданные совместно Государственным гидрологическим институтом и Всесоюзным НИИ по строительству магистральных трубопроводов.
С 1 января 1970 г. Главным управлением гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР и Министерством энергетики и электрификации СССР были введены в действие «Рекомендации по учету естественных циклических деформаций русел равнинных рек при строительном проектировании».
Настоящие Рекомендации, составленные Государственным гидрологическим институтом по заданию Энергосетьпроекта, представляют дальнейшее развитие работ по созданию специальных нормативных документов и содержат указания по учету гидроморфологических явлений при проектировании переходов линий электропередач через реки и речные поймы.
В основу настоящих Рекомендаций, как и в основу названных выше действующих нормативных документов, положены выводы гидроморфологической теории руслового процесса и, в частности, типизация руслового процесса, описывающая качественную сторону деформаций, устанавливающая количественные измерители этих деформаций и методы их определения применительно к конкретным объектам и конкретным задачам.
Типизации руслового процесса посвящен первый раздел рекомендаций. Второй раздел содержит указания по учету гидроморфологических процессов при проектировании переходов ЛЭП. Даются возможные рекомендации по выбору створов переходов, по размещению опор в поймах и по инженерным мероприятиям, обеспечивающим необходимую долговечность существования опор. Третий раздел содержит указания по производству изысканий. В разделе рассматриваются необходимые предварительные камеральные работы, полевые работы по детальной и сокращенной программе, а также дается окончательное заключение об условиях переходов и мероприятиях по обеспечению их нормальной работы.
В приложениях детально излагаются рекомендуемые способы оценки пойменных процессов, гидравлических и морфологических расчетов, методы предварительной камеральной обработки картографических материалов, методы обработки материалов специальных аэрофотографических, наземных топографических и гидрометрических материалов. Для выполнения этих работ предусматривается применение современных методов исследования и техники, в частности аэрометодов и аэрогидрометрии, эхолотирования и пр. Рекомендации составлены следующими авторами: разделы 1 и 2 — д-ром техн. наук Н. Е. Кондратьевым; раздел 3 — д-ром геогр. наук И. В. Поповым; приложения I, II, III, IV, V — д-ром геогр. наук И. В. Поповым; приложения VI, VIII, IX, XII — д-ром техн. наук Н. Е. Кондратьевым;
приложение VII — канд. техн. наук Н. С. Знаменской; приложение X — д-ром техн. наук М. С. Грушевским; приложение XI — канд. геогр. наук О. Г. Григорьевой.
После первой редакции и внесения ряда уточнений Рекомендации 4/VII 1972 г. были рассмотрены и одобрены НТС института Энергосетьпроект.
10/VII 1972 г. Рекомендации были одобрены Главным управлением гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР и 31 /VIII 1972 г. — Министерством энергетики и электрификации СССР.
Рекомендации вводятся в действие с 1 января 1973 г.
ТИПИЗАЦИЯ РУСЛОВОГО И ПОЙМЕННОГО ПРОЦЕССОВ
1.1. Общие положения
В основу настоящих Рекомендаций положена типизация руслового процесса, подразделяющая все виды рек по характеру русловых и пойменных деформаций на следующие типы (рис. 1-1):
- ленточногрядовый тип;
1а) осередковый тип, или русловая многорукавность;
- побочневой тип;
- меандрирование ограниченное;
- меандрирование свободное;
- меандрирование незавершенное;
5а) пойменная многорукавность.
Каждому из этих типов руслового процесса свойственны свой комплекс пойменных и русловых морфологических элементов и своя схема деформаций. Разработанная система морфометрических и кинематических измерителей позволяет количественно оценивать деформации и прогнозировать развитие руслового процесса в каждом частном случае. В Рекомендациях приводятся опознавательные признаки, позволяющие относить реку к тому или иному типу, дается качественное описание деформаций, приводятся количественные измерители морфологических элементов и их деформации и указываются способы определения значений количественных измерителей.
При проектировании переходов ЛЭП необходимо, помимо приводимых ниже специальных измерителей руслового процесса, располагать и общими гидрологическими и климатическими сведениями; характеристиками стока, данными по уклонам свободной поверхности и по зависимостям уровня воды от расхода, сведениями по ветровому режиму, по срокам ледохода и т. д. В большинстве случаев предварительная качественная и количественная оценка руслового процесса может осуществляться на основе существующих картографических и аэрофотосъемочных материалов, что позволяет уточнять программу изысканий и облегчает решение инженерных задач на ранних стадиях проектирования. Для уточнения характеристик руслового процесса проводятся специальные изыскания.
Реальные реки могут представлять промежуточные формы и сочетать морфологические элементы смежных типов.
Рис. 1-1. Типизация руслового процесса.
1 — ленточногрядовый тип; 2— побочный тип; 3 — меандрирование ограниченное; 4 — меандрирование свободное; 5 — меандрирование незавершенное; 1а— осередковый гип, или русловая многорукавность; 5а— пойменная многорукавность.
Это обстоятельство может усложнять морфологический анализ, но не исключает возможность и необходимость использования измерителей, свойственных «чистым» типам рек.
Несмотря на то, что под типизацию руслового процесса подпадает подавляющее большинство рек СССР, разнообразие природных условий не исключает возможности обнаружения отдельных рек с проявлениями руслового процесса, выходящими за границы основной схемы типизации. В частности, с такими особенностями можно столкнуться в зонах вечной мерзлоты.
1.2. Ленточногрядовый тип руслового процесса
- Опознавательные признаки. Ленточногрядовый тип характеризуется наличием в русле единой цепи сползающих гряд с шагом, обычно превосходящим ширину русла. Русло в плане имеет незначительную и неупорядоченную извилистость.
Рис. 1-2. Ленточногрядовый тип руслового процесса.
Пойма несвойственна этому типу руслового процесса и ее наличие свидетельствует о переходе реки в иной тип (рис. 1-2).
Ленточногрядовый тип как самостоятельный тип руслового процесса не имеет большого распространения. Обычно он наблюдается на отдельных участках рек иного типа, там, где для плановой устойчивости русла и устойчивого существования ленточных гряд сложились благоприятные условия, например при наличии местного ограничения извилистости трудно размываемыми склонами узкой долины. Но с этим не следует смешивать таких прямолинейных участков рек другого типа, например меандрирующих рек, где прямолинейность и наличие ленточных гряд есть явление кратковременное, возникшее в процессе переформирования и развития излучин.
- Русловые деформации сводятся к поступательному движению гряд и к сезонному изменению их высоты. В период межени повышенные части гряд могут обнажаться, образуя одиночные осередки.
- Измерители руслового процесса. Количественно русловой процесс оценивается следующими измерителями.
Ширина русла В м — расстояние между бровками противоположных берегов.
Ширина меженного русла b м — расстояние между правым и левым урезами воды в межень.
Шаг гряды м. — расстояние между гребнями двух следующих одна за другой гряд.
Высота гряды Д м — возвышение гребня гряды над подошвой подвалья, измеренное по продольному профилю в том створе, где оно имеет наибольшее значение. Высота гряды меняется по времени и имеет наибольшее значение в период половодья и наименьшее — в межень.
Скорость перемещения гряды с м/год.
- Определение количественного значения измерителей ленточногрядового процесса. Измерители ленточногрядового русла (В, b, К и Д) определяются по материалам натурных съемок н морфологических рекогносцировок или по существующим морфометрическим зависимостям. Скорость перемещения гряд с определяется путем сопоставления съемок разных лет. Учитывая, что скорость перемещения гряд сильно меняется по годам и в течение одного года, сопоставляемые съемки должны различаться по времени не меньше чем 10 лет и относиться к одному и тому же моменту годового гидрологического цикла.
