Осигуряване на заустване на дъждоотливни тръби от преливници чрез удълбочаване и стабилизиране дъното и бреговете на равнинни реки

ANNUAL OF THE UNIVERSITY OF MINING AND GEOLOGY “ST. IVAN RILSKI”, Vol. 56, Part ІI, Mining and Mineral processing, 2013

Големите количества натрупан твърд отток и непочистването в последните години на речните корита са довели до обрастването им с храстова и дървесна растителност, което значително намалява тяхната хидравлична проводимост и създава опасност от преливане в някои участъци при преминаване на високи води. Такова е състоянието на по-голямата част от равнинните реки в нашата страна, включително и при преминаването им през населени места.

В статията е представено решение за осигуряване на заустване на дъждоотливни тръби от преливници чрез удълбочаване и стабилизиране дъното и бреговете на реките Блато и Белица преминаващи през Община Костинброд.
TRAINING MEASURES IN LOWLAND RIVERS IN THE AREA OF SEWAGE OUTLETS

Sava Tachev¹, Nikolay Lissev², Vladimir Kukurin³, Peter Todorov

¹ University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy – Sofia, 1046 Sofia, sava_371@abv.bg

² University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy – Sofia, 1046 Sofia, ninka_hm@abv.bg

³ University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy – Sofia, 1046 Sofia, v_kukurin@yahoo.com

⁴ University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy – Sofia, 1046 Sofia, peter_v@gyuvetch.bg
ABSTRACT. The construction, reconstruction and modernization of settlement water supply and sewage networks and structures of late years raise the question for the possibility of sewers mouthing into natural rivers.

Due to the lack of measures for river bed cleaning and regular maintenance large amounts of sediments are accumulated and vegetation (trees and brushes) takes place in, as well as outside the urbanized areas. The consequent reduction of the active river cross section is the main reason for conductivity reduction and possible dikes and training walls overtopping in case of flood waters.Such conditions are common for the most of our low-land rivers, including the sections running through settlements as well.

The present article concerns a particular solution for rainfall water sewers mouthing into the rivers Blato and Belitsa in the area of the town of Kostinbrod by means of river bed lowering and bed and banks stabilization.


Въведение
При реконструкцията, доизграждането и модернизи­рането на ВиК мрежи и съоръжения в редица населени места през последните години у нас възниква проблемът за осигуряване възможност за заустване на прелелите от дъждоотливниците води коритата на реките преминаващи през населените места. Някои от основните фактори, водещи до проблеми при заустването са големите количества натрупани седимети и липсата на мерки за почистване на речните корита, водещо до обрастване и намаляване на тяхната пропускната способност. Това създава предпоставки за преливане на речните корита при преминаване на високи води.
В статията е представено решение за осигуряване на заустване на дъждоотливни тръби от преливници чрез удълбочаване и стабилизиране дъното и бреговете на реките Блато и Белица преминаващи през Община Костинброд, което е пример за осигуряване на заустване на дъждоотливни тръби в равнинни реки.

Хидравлично изследване
Хидравличните изчисления са реализирани с помощта на математическия модел HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System) версия 4.1, разработен от корпуса на военните инженери на САЩ (U.S. Army Corps of Engineers).
При стационарен режим, какъвто е възприет в настоящето изследване, процесът на изчисление се основава на интерактивно решаване на еднодимен­сионалното уравнение на енергията (уравнението на Бернули) с помощта на метода на стандартната стъпка (Chaudry, 1993). Основните възприети хипотези са:

• 
  Стационарно течение: няма промени на дълбочините и скоростите в дадено сечение с времето.
  
• 
  Плавно изменящо се течение: предполага се разпределение на налягането по хидростатичен закон.
  
• 
  Еднодименсионално движение: единствената компонента на скоростта е насочена по посока на течението.
  
• 
  Течението е с твърди неразмиваеми граници, което не позволява ерозиране или отлагане на наноси в речното легло (промени в напречните сечения).
  

Хидравличните изчисления са проведени за седем характерни водни количества в двете реки с различни обезпечености, както следва – 0.1, 1, 2, 5, 10, 20 и 50%

Целта на хидравличните изчисления за предложеното техническо решение е определяне на хидравличната картина в реките Блато и Белица, както и получаване на коти на водната повърхност, хидравлични наклони и средни по сечение скорости.

• 
  n=0.033 за малкото кюне и дъното на реката
  
• 
  n=0.035 за откосите
  

Резултатите от хидравличните изчисления за различните обезпечености, споменати по-горе са представени на фиг. 2 за р. Блато и фиг. 3 за р. Белица.

Въз основа на получените резултати от хидравличните изчисления за реките Блато и Белица в границите на гр. Костинброд и участъка след вливането на двете реки, могат да се направят следните основни изводи и препоръки:

• 
  Избраното проектно решение осигурява увеличаване на хидравличната проводимост и създава възможност за директно заустване на дъждоотливните съоръжения на новопроекти­раната канализационна система.
  
• 
  От хидравлична гледна точка проектното решение подобрява проводимостта на участъка, но ще създаде конструктивни проблеми в зоната на съществуващите мостови съоръжения, което налага мероприятия за тяхното укрепване.
  

Нивелетата на двете реки е съобразена с кота дъно на дъждоотливните тръби от преливниците на канализационната система при приемане на известен запас срещу потопяване при по-високи водни нива в реките.

• 
  по р. Блато – 5 броя дънни прагове
  
• 
  по р. Белица – 2 броя дънни прагове
  

В разглежданите участъци на двете реки има множество мостови съоръжения, които налагат вземането на специални мерки за намаляване на дънната ерозия, за да се защитят техните конструкции. Поради тази причина се предвижда изграждането на вкопани прагове с цел стабилизиране на дъното (фиг. 6)

В зоните на заустванията на дъждоотливните тръби от преливници се предвижда площно укрепване на дъното посредством 1 ред габиони с височина 0.50 m по детайл – фигура 5, и едностранно понижаване на същото до котата в малкото кюне. Дъното на малкото кюне при заустванията също следва да се укрепи чрез полагане на 1 ред габиони със същата височина (фиг. 7 и фиг. 8).

Shames, I.H., 1962, Mechanics of Fluids, McGraw-Hill Book Company, NY

Директива 2007/60/ЕС относно оценката и управлението на риска от наводнения

Mаринов, Е., Хидравлика, Висш институт по архитектура и строителство, София, 1994 г.

Папазчев И., Абаджиев Хр., Шейтанова Д, Тошев Д., Ръководство за проектиране на хидротехнически съоръжения, София, 1987 г.