Другие меры, связанные со строительством сооружений

Обходные и водоотводящие каналы. Для поддержания расхода воды в нижнем бьефе в пределах пропускной способности речной системы может быть использован отвод воды. Поток может быть отведен полностью или частично в природный или искусственно созданный канал, расположенный в пределах поймы или, в некоторых случаях, за ее пределами.

Водоотводящие каналы могут направлять воду из одной реки в другую, в понижение земной поверхности или в море, либо она может быть возвращена в русло той же реки на некотором расстоянии ниже по течению.

Отвод паводковых вод из одной реки в другую влечет следующие гидрологические исследования:

1) определение гидрографов паводочного стока для обеих рек;

2) выделение на гидрографе части стока, которая будет отводиться;

3) расчет трансформации перебрасываемого стока в канале переброски;

4) наложение перебрасываемого стока на паводки, которые могут сформироваться в реке-приемнике;

5) оценка повторяемости паводков в новых условиях на нижних участках обеих рек.

Особое внимание должно быть уделено оценке паводков в реке-приемнике, формирующихся в результате наложения двух сдвинутых по фазе исходных паводков, так же как и влиянию подпора, который может приводить к возрастанию опасности паводков на участке, расположенном выше места соединения отводящего канала с рекой-приемником.

Улучшение дренажной системы и преобразование русла. Скопление поверхностных дренажных вод в связи с неудовлетворительностью естественных или искусственных дренажных систем приводит к наводнениям в районах с умеренным уклоном поверхности земли. В таких случаях эффективное регулирование паводков может быть достигнуто за счет увеличения мощности существующего дренажного канала или путем создания дополнительных каналов для ускоренного удаления паводковых вод.

Преобразование русла обычно нацелено на увеличение его пропускной способности за счет углубления и расширения, спрямления меандр и сокращения длины русла, а также расчистки и возможного спрямления в целях снижения сопротивления движению воды. Результатом этих мероприятий является увеличение скорости потока и снижение уровня воды в пределах участка, а также понижение паводка в пределах преобразованного участке.

Это приводит, в свою очередь, к увеличению размеров пиковых паводков на нижерасположенном участке. Влияние преобразования русла лучше всего оценивать гидравлическими методами трансформации стока (раздел 6.3.6), обращая внимание на взаимодействие паводков, формирующихся в главном русле и на нижерасположенных притоках.

Вероятность увеличения силы и длительности паводков ниже по течению должны рассматриваться при планировании подобных схем с помощью гидравлического моделирования всей дренажной системы (раздел 6.3.6). Побочное влияние преобразования русла проявляется в увеличении отложений наносов ниже по течению.

Противоположных эффектов можно достичь за счет снижения пропускной способности русла различными регулирующими сооружениями, которые, затрудняя течение, способствуют увеличению паводков на верхних участках и их снижению на нижерасположенных участках.

Дамбы и защитные стенки. Старинным, наиболее распространенным и быстро возводимым средством защиты от паводков, которое во многих случаях экономически оправдано, является система насыпных дамб, также называемых насыпями или плотинами. Такие дамбы строятся либо на берегах рек параллельно направлению течения реки или на окружающих прибрежных территориях, с тем чтобы они могли служить в качестве искусственных высоких берегов рек во время паводков и предотвращать затопления.

Противопаводочные насыпные дамбы сооружаются в основном из песка и должны быть устойчивыми к гидростатическому давлению паводков, эрозии, последствиям прорыва труб и фильтрации. Этого можно достичь путем строительства дамб с широким основанием. В результате даже умеренно высокие дамбы занимают в основании большую площадь и с точки зрения стоимости земли могут быть непомерно дорогостоящими в городских и промышленных районах.

В развитых районах, где нет обширных участков свободных земель или земля слишком дорога для использования ее для возведения из нее насыпи, более экономичным, социально приемлемым вариантом может оказаться строительство защитных стенок из бетона или применение каменной кладки. Иногда для защиты дамб от затопления в сочетании с ними необходимы такие работы по регулированию речных русел как применение шпор, обвязок или облицовки откосов.

Для осуществления надлежащего проектирования насыпной дамбы необходимо уделить внимание следующим факторам:

- расположение насыпной дамбы;
- уровни расчётных паводков;
- расчетные уровни надводных бортов;
- конструктивные особенности дамб;
- вид и расположение шлюза дренажа.

Высота системы насыпных дамб определяется таким образом, чтобы обеспечить рассматриваемую область определенной степенью защиты в соответствии с экономической ценностью охраняемых районов, и в зависимости от местных или национальных решений относительно того, что рассматривается в качестве приемлемого риска. Для получения дополнительной информации о риске см. разделы 4.2.5.2 и 5.10.8.

Обычно проект выбирается с точки зрения обеспечения защиты от расчётных паводков с заданной вероятностью возникновения в течение определенного периода, например 1-, 10-, 25-, 50-, 100- или 1 000летнего паводка. Расчетные уровни воды должны быть оценены на базе гидравлических условий всего бассейна. На реках, где в результате деятельности человека нарушен водный режим (водохранилища выше по течению, дамбы или плотины), расчетный уровень воды следует оценивать на базе гидравлических условий всего бассейна.

На реках, подверженных частому образованию заторов или оползней, уровни воды должны быть рассчитаны с учетом высшего уровня подпора, вызванного заторами ниже по течению. Строительство высоких дамб, как правило, непривлекательно с точки зрения затрат, а также из-за угрозы потенциального ущерба, к которому может привести перелив воды через гребень дамбы. Расчетные уровни воды в замерзающих реках должны быть определены на основе наблюдений за участками реки, свободными ото льда, при условии, что режим потока ничем не нарушен.

Высота надводной стенки дамбы над проектным уровнем паводка должна гарантировать невозможность перелива воды через гребень дамбы; должны приниматься во внимание неопределенности оценки расчетных паводков, в т. ч. связанные с возможным изменением климата, а также невозможность возникновения значительного потока через тело дамбы в результате фильтрации и переливания волн через ее гребень.

В зависимости от условий волнения и уклона внутренней стенки дамбы высота надводной части дамбы обычно в диапазоне от одного до двух метров. Для сокращения расходов на строительство надводные борта могут быть сооружены в виде стенок на гребне дамбы. Устойчивость насыпных дамб, и не только с точки зрения веса, а также в связи с подверженностью фильтрации, зависит от продолжительности паводков.

Таким образом, статистический анализ продолжительности стояния определенных уровней воды может помочь при проектировании и строительстве дамб, устойчивых к фильтрации. Дренажные шлюзы, подъездные дороги на гребень или к подножью, затворы и дрены подошвы — все это важные компоненты, которые следует рассматривать при проектировании дамбы.

Положение дамб и ширина незащищённых пойм регулируется влиянием гидравлических условий пропускной способности русла выше и ниже по течению. При планировании месторасположения дамб следует рассматривать влияние расстояния между насыпями на изменение в связи с уменьшением размера долины уровня воды выше по течению, снижение которого требуется теперь.

Слишком незначительное расстояние между насыпями может привести к неприемлемому росту уровня воды выше по течению и к чрезмерному отложению песка в верхнем или нижнем течении реки.

Потеря вместимости долины может быть сведена к минимуму, если пойма берега находится на более низком уровне или может быть оставлена незащищенной, в зависимости от ситуации. Такое решение возможно только тогда, когда пойма одного берега имеет более низкое экономически выгодное значение, чем пойма другого берега.

Угроза прорыва насыпных дамб не может быть устранена полностью. Следовательно, в длинных дамбах должны быть предусмотрены затворы для обеспечения безопасности охраняемых районов с высоким экономически выгодным значением за счет затопления территорий с менее важным экономическим значением, таких как сельскохозяйственные угодья.

Размер территории, которая будет затоплена при прорыве дамбы, может быть оценен на основе предшествующего опыта, а при необходимости — с помощью гидравлических данных. Должны быть разработаны планы действий на случай чрезвычайных ситуаций и необходимо оповещать население заблаговременно до опасных событий и во время их о возможном затоплении. Аварийное планирование потенциальных прорывов насыпей составляет жизненно важный компонент комплексного подхода регулирования паводков.