Только русла малых рек с прочными берегами из суглинка относительно стабильны. Русла большинства рек изменяют форму и местоположение, т.е. деформируются. Это становится особенно заметно при хозяйственном освоении рек. Деформации русла в большинстве случаев могут нанести вред хозяйству, поэтому необходимо их предвидеть.
Сокращение и устранение ущерба при деформации русел достигаются регулированием их формирования. Этим же приемом можно создать условия для более эффективного использования природных ресурсов.
Для различных отраслей народного хозяйства можно сформулировать следующие задачи регулирования русел рек:
1 — защита берегов от размыва (с/х, городское хозяйство, дорожное хозяйство, электросети, нефтепроводы)
2 — улучшение условий водозабора
3 — поддержание судоходных глубин на фарватере
4 — обвалование земель и рек
5 — регулирование транспортирования наносов
6 — сокращение или увеличение водности некоторых рукавов или протоков
7 — защита от размыва одиночных опор в русле или трубопроводе (дюкере)
Регулирование русла реки на участке большой длины — это наиболее универсальный и надежный прием комплексного решения многих задач. Этот прием отличается от других также большим объемом работ. Поэтому необходимо одновременно с регулированием задач по оптимизации водного режима реки, решать задачи сокращения объема работ. Местоположение проектируемого русла называется трассой регулирования. Такая трасса служит основой для размещения выправительных и защитных сооружений для выбора их конструкций и определения объемов различных видов работ.
Регуляционные сооружения, как правило, должны быть выполнены из местных материалов. Большое значение при этом имеет транспортабельность строительных материалов, возможность их массовой заготовки в районах производства работ, а также возможность заготовки материалов и изготовления из них элементов конструкций регуляционных сооружений.
Потоку воды, со скоростями больше размывающих несвойственно течь по прямой. Поэтому русла рек на большей части длины состоят из излучин.
При проектировании регуляционной трассы решают следующие вопросы:
- Устанавливают ось трассы (на основании плана существующего русла);
- Определяют ширину и глубину трассы и проектируют поперечные сечения;
- Выполняют поверочные расчеты запроектированного русла.
Проектирование оси регуляционной трассы может быть выполнено несколькими способами. Например, способом Потапова. Согласно его рекомендациям ось трассы очерчивается плавно сопрягающимися кривыми линиями с короткими прямыми вставками между ними (рис. 123а). Для вычерчивания регулировочной трассы, пользуясь материалами изысканий, определяют ширину и среднюю глубину на устойчивых участках бытового русла. Если данных изысканий нет, то эти параметры определяют по эмпирическим морфометрическим зависимостям.
Способ Алтунина. Он рекомендует очерчивать ось регулировочной трассы по сопрягающим дугам окружностей двумя-тремя радиусами – R1=(7…8)В; R2=(5…6)В; R3=3,5В (рис. 123б).
Далее строят поперечные сечения русла на характерных участках – прямолинейном и криволинейном (по эмпирическим зависимостям) (рис. 124).
Запроектированное русло подвергают поверочным расчетам (на незаносимость и неразмываемость). Эти расчеты выполняют по участкам, для каждого из которых определяют основные гидравлические элементы при пропуске расчетного расхода. В результате этих расчетов уточняют уровни воды, ширину русла на участках и при необходимости изменяют положение трассы.
