Гидротехнические сооружения на рыбоводных прудах. Земляные плотины

К основным гидротехническим сооружениям рыбоводных ферм относятся: земляные низконапорные плотины, дамбы, водоподающие и сбросные каналы, осушительно-рыбосборная сеть, паводковые водосбросы, шлюзы-регуляторы, перегораживающие сооружения, водовыпуски, донные водоспуски, рыбоуловители, верховины, сифоны и др.

Земляные плотины

Основные типы земляных насыпных плотин (согласно СНиП II 4-62) приведены на рисунке 5.


Рис. 5 Типы земляных насыпных плотин:
а - из   однородного   грунта;   б - из   разнородного   грунта;   в - с   экраном
из   грунтовых   материалов;   г  - сэкраном    из   негрунтовых   материалов;
д - с   ядром;   е - с   диафрагмой.

По конструкции противофильтрационных устройств в основании различают земляные насыпные плотины с понуром, с зубом, с инъекционной завесой, с диафрагмой (рис. 6).


Рис.    6   Противофильтрационные устройства:
а - понур;   б - зуб;     в - диафрагма

При строительстве рыбоводных ферм преимущественно применяют плотины из однородного грунта. Плотины других типов строят в случаях крайней необходимости (особо сложные природные условия в месте строительства плотины).

Для прудовых рыбоводных ферм и рыбоводных хозяйств рекомендуются типовые проекты земляных насыпных плотин с напором до 12 м, разработанные проектным институтом «Ленгипроводхоз».

Проекты плотин разработаны для напоров от 3 до 12 м применительно к объектам IV класса капитальности по действующей классификации СНиП. В них учтены условия строительства плотин из связных, сыпучих   и   гумусированных   грунтов    на    слабо   водопроницаемых, водопроницаемых и на торфяном основаниях.

При выборе типа и конструкции плотины исходят из топографических, геологических и гидрогеологических условий, напора, расчетного максимального расхода воды и наличия местных строительных материалов.

Если в основании плотины залегают сильно водопроницаемые грунты, решают вопрос о противофильтрационных мероприятиях.

Для сопряжения тела плотины, сложенного из суглинка или супеси, с основанием из таких же грунтов или глин удаляют растительный слой и взрыхляют основание.

Если же в основании есть прослойка водопроницаемого (песчаного) грунта, а под ней на глубине до 2-3 м от поверхности земли залегает водоупорный слой, для сопряжения тела плотины с водонепроницаемым основанием устраивают замок из глины или жирных суглинков, заглубляя его в водоупор не менее чем на 0,5 м. Замок располагают по оси плотины.

В тех случаях, когда водоупорный слой залегает на большой глубине (3-6 м), в основании плотины в качестве противофильтрационного мероприятия применяют комбинацию зуба со шпунтовым рядом. Верхнюю часть водопроницаемого слоя на глубину до 3 м перекрывают зубом, нижнюю - шпунтом с заглублением его в водоупор не менее чем на 1 м.

Если         водопроницаемый  слой  залегает  практически  на недосягаемой глубине то для защиты от фильтрации устраивают понур    из    суглинистого грунта. Длину понура принимают от двух    до четырех напоров, соответствующих положению нормального горизонта.

Плотины из легких и средних суглинков наиболее просты и не требуют никаких противофильтрационных устройств. Тело плотины можно насыпать из тяжелых суглинков и глин, но обязательно устраивать защитное покрытие из песчаных грунтов или легких суглинков, которое предохраняет тело плотины от температурных воздействий на откосы, от выпучивания, оползания и растрескивания. Толщина защитного слоя должна быть 1,5 м, но не менее глубины промерзания в данном районе.

Для земляных плотин непригодны болотистый растительный и илистый грунты, а также грунты с большим содержанием растворимых солей.

Поперечное сечение плотин. Поперечный профиль земляной плотины определяют расчетами на фильтрацию и на устойчивость откосов. Кроме этого, он зависит от ширины гребня плотины, превышения его над максимальным горизонтом воды в водохранилище, сопряжения с основанием. При расчете поперечного профиля плотины необходимо использовать примеры построенных и исправно работающих в течение долгого времени земляных плотин.

тметку гребня плотины устанавливают, исходя из отметки максимального горизонта воды пруда, величины вскатывания волны на откос и превышения гребня над величиной вскатывания.

Высоту вскатывания волны определяют по формуле проф. Н. Н. Джунковского:


где   К - коэффициент, зависящий от степени шероховатости (для гладкой поверхности - 1, для наброска - 0,77);
- высота волны, м.

В таблице 9 приведена  подсчитанная   по  формуле Н. Н. Джунковского высота вскатывания ветровой волны в зависимости от длины разгона и скорости ветра.

Таблица 9
Превышение гребня плотин и дамб над горизонтом воды в пруду, м

Примечание: т - заложение верхового откоса; Н - превышение гребня плотины и дамбы над горизонтом воды в пруду с учетом величины вскатывания волны на откос при постоянном действии ветра одного направления, ветрового нагона и запаса над величиной вскатывания волны 0,4 м.

Практически превышение гребня плотины над максимальным  горизонтом для  головных   русловых и нагульных   (пойменных  и  русловых)   прудов  принимаю не менее 1м.

Перелив воды через гребень  плотины не допускается.

Превышение гребня плотины над максимальным горизонтом воды определяют при максимальном паводковом расходе расчетной обеспеченности (5% и 1%).

Ширина гребня плотины. Ширина гребня непроезжих низких плотин должна быть не менее 3 м, а ширина гребня проезжих плотин определяется классом дороги, которая будет проходить по плотине (табл. 10).

Таблица 10

Размеры гребня проезжих плотин, м

Гребень плотины в зависимости от класса дороги, которая по нему проходит, и интенсивности движения замащивают камнем или покрывают асфальтом. При движении только внутрихозяйственного транспорта его устраивают с песчано-гравийным или грунтоцементным покрытием. Проезжую часть гребня с обеих сторон ограждают деревянными или бетонными столбами.

Заложение откосов плотины. Для низких плотин из однородного, грунта заложение откосов приведено в таблице П.

Таблица 11 Заложение откосов плотин IV класса

При увеличении высоты плотины откосы делают более пологими, перехедя к ломаному очертанию и постепенно увеличивая пологость книзу. Верховые откосы плотин, если они постоянно подвержены воздействию волны, рекомендуется устраивать уположенными (1:4-1:6).