Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Бетонные плотины в Австрии
Стальная контрольная дамба
Обычное применение контрольных дамб - это биопоры , которые представляют собой искусственные дренажные каналы, предназначенные для удаления ила и загрязнений из стоков.

Контрольная плотина - это небольшая, иногда временная, дамба, построенная через канаву , дренажную канаву или водный путь для противодействия эрозии за счет снижения скорости потока воды. [1] Сами по себе проверки плотин не являются новой технологией; скорее, они представляют собой древнюю технику, датируемую вторым веком нашей эры. [2] Контрольные плотины обычно, хотя и не всегда, реализуются в виде системы из нескольких плотин, расположенных через равные промежутки времени на интересующей территории. [3]

Контрольная плотина через реку Кудумбур в Керале, Индия

Функция [ править ]

Контрольная плотина, помещенная в канаву , канаву или канал, прерывает поток воды и выравнивает уклон канала, тем самым снижая скорость. В свою очередь, это препятствие вызывает инфильтрацию и уменьшает эрозию . [1] Их можно использовать не только для замедления скорости потока, но и для распределения потоков через канаву, чтобы избежать предпочтительных путей и направления потоков к растительности. [4] Несмотря на то, что за плотиной может образоваться некоторое количество отложений , контрольные дамбы в основном не функционируют как устройства для улавливания наносов. [5]

Например, в реке Граливдо в Эфиопии увеличение гидравлической неровности из- за контрольных плотин и потерь при передаче воды в осажденных отложениях является причиной задержки стока, достигающего нижней части русел реки. Снижение пикового расхода стока было больше на участке реки с плотинами и растительностью (минус 12%), чем на участке без обработки (минус 5,5%). Снижение общего объема стока также было больше в реке с водохранилищами, чем в неочищенной реке. Выполнение контрольных дамб в сочетании с растительностью снизило пиковый сток.расход и общий объем стока, поскольку большая часть стока просочилась в отложения, отложившиеся за плотинами. Поскольку водосборные дамбы строятся на больших территориях северной Эфиопии, это способствует пополнению запасов подземных вод и увеличению стока рек. [6]

Приложения [ править ]

Механизм контроля оценок [ править ]

Контрольные плотины традиционно применялись в двух средах: на дне русла и на холмистых склонах. [7] Контрольные плотины используются в основном для контроля скорости воды, сохранения почвы и улучшения состояния земли. [8] Они используются, когда другие методы контроля потока, такие как облицовка канала или создание биопотоков , нецелесообразны. [9] Соответственно, они обычно используются для деградации временных каналов, в которых постоянная стабилизация нецелесообразна и невозможна с точки зрения распределения ресурсов и финансирования из-за короткого срока службы. Или они используются, когда задержки в строительстве и погодные условия не позволяют своевременно установить другие методы борьбы с эрозией. [10]Обычно это наблюдается в процессе строительства крупномасштабных постоянных дамб или борьбы с эрозией. Таким образом, контрольные дамбы служат в качестве временных механизмов контроля уклона вдоль водных путей до тех пор, пока не будет достигнута решительная стабилизация, или вдоль постоянных валов, которые нуждаются в защите перед установкой неэродирующей облицовки. [11]

Механизм контроля качества воды [ править ]

Многие контрольные дамбы имеют тенденцию образовывать водоемы . В условиях слабого стока вода либо просачивается в землю, либо испаряется , либо просачивается через плотину или под нее. В условиях сильного потока - наводнения - вода течет через конструкцию или через нее. Крупнозернистые и среднезернистые отложения стока имеют тенденцию оседать за дамбами, в то время как более мелкие зерна проходят через них. Плавучий мусор также улавливается контрольными дамбами, что повышает их эффективность в качестве меры контроля качества воды.

Засушливые регионы [ править ]

Бревенчатая плотина в Майгве , Эфиопия

В засушливых районах часто строятся контрольные дамбы для увеличения пополнения подземных вод в процессе, называемом управляемым пополнением водоносного горизонта. Таким образом, зимний сток может накапливаться в водоносных горизонтах, из которых воду можно забирать в сухой сезон для орошения, поения скота и даже для питьевого водоснабжения. Это особенно полезно для небольших поселений, расположенных вдали от крупного городского центра, поскольку контрольные плотины требуют меньше оборудования, финансирования или передовых знаний по сравнению с крупномасштабным строительством плотин. [12] [2]

Контрольные дамбы могут использоваться в сочетании с лиманами для остановки и сбора поверхностных стоков .

Горные районы [ править ]

В качестве стратегии по стабилизации горных потоков строительство контрольных дамб имеет давнюю традицию во многих горных регионах Европы, восходящую к XIX веку. Из-за крутых склонов в горном регионе большой строительной технике может быть трудно добраться до горных ручьев; поэтому вместо крупных плотин были внедрены контрольные дамбы. Поскольку типичный высокий уклон приводит к увеличению скорости потока, террасная система из нескольких близко расположенных контрольных дамб обычно необходима для снижения скорости и, таким образом, противодействия эрозии. Такие уплотняющие контрольные дамбы, построенные в террасах, пытаются предотвратить как направленное, так и нисходящее врезание в русла каналов, а также стабилизируют прилегающие склоны холмов. Кроме того, они используются для уменьшения опасности наводнений и селевых потоков. [13]

Соображения по дизайну [ править ]

Сайт [ править ]

Перед установкой контрольной дамбы инженеры осматривают участок. Согласно стандартной практике площадь дренажа должна составлять десять акров или меньше. [3] [9] Водный путь должен иметь уклон не более 50% и иметь минимальную глубину до коренной породы 2 фута. [14] Контрольные дамбы часто используются в естественных или построенных каналах или дамбах. Их нельзя размещать в прямых трансляциях без одобрения соответствующих местных, государственных и / или федеральных властей. [14]

Материалы [ править ]

Бревенчатая плотина в овраге, около 1935 года, штат Миссури, США.
Бревенчатая плотина на реке Адавро , Эфиопия

Чековые плотины изготавливаются из самых разных материалов. Поскольку они обычно используются в качестве временных конструкций, они часто изготавливаются из дешевых и доступных материалов, таких как камни, гравий, бревна, тюки сена и мешки с песком. [9] [15] Из них бревна и каменные дамбы обычно бывают постоянными или полупостоянными; и плотина из мешков с песком предназначена в основном для временных целей. Также существуют контрольные дамбы, построенные из каменной наброски или деревянных досок. Эти плотины обычно сооружаются только в небольших открытых каналах, дренирующих 10 акров (0,04 км 2 ) или меньше; и обычно не превышают 2 футов (0,61 м) в высоту. [16]Плетеную проволоку можно использовать для сооружения контрольных дамб, чтобы удерживать мелкий материал в овраге. Обычно они используются в местах, где овраг имеет умеренный уклон (менее 10%), небольшую площадь водосбора, а также в регионах, где паводковые потоки обычно не несут большие камни или валуны. [17] [15] Почти во всех случаях одеяла для контроля эрозии, которые представляют собой биоразлагаемые одеяла с открытым переплетением, используются вместе с чековыми плотинами. Эти одеяла помогают усилить рост растительности на склонах, береговой линии и дне канав.

Строительство бревенчатой ​​дамбы в Адавро

Размер [ править ]

Контрольные дамбы обычно имеют высоту от 2 футов (0,61 м) до 3 футов (0,91 м). [18], а центр плотины должен быть как минимум на 6 дюймов (0,15 м) ниже ее краев. [9] Этот критерий вызывает эффект плотины, приводящий к увеличению уровня поверхности воды выше по течению для некоторых, если не для всех условий потока. [19]

Интервал [ править ]

Чтобы эффективно снизить скорость воды, уменьшить эрозию и защитить канал между плотинами в более крупной системе, расстояние должно быть правильно спроектировано. Контрольные дамбы должны располагаться таким образом, чтобы выступ контрольной плотины выше по течению был равен высоте гребня контрольной плотины ниже по течению. [20] Таким образом, вода может образовывать пруд между контрольными дамбами и, таким образом, существенно замедлять скорость потока по мере того, как вода движется вниз по склону. [5]

Преимущества [ править ]

Контрольные плотины - очень эффективная практика для снижения скорости потока в каналах и водотоках. В отличие от больших плотин, контрольные плотины реализуются быстрее, экономичны и имеют меньший объем. Из-за этого их реализация обычно не вытесняет людей и сообщества и не уничтожает природные ресурсы, если они спроектированы правильно. [21] Кроме того, плотины просты в строительстве и не полагаются на передовые технологии - таким образом, они могут применяться в сельских общинах с меньшими ресурсами или доступом к техническим знаниям, как это было уже некоторое время в засушливых районах Индии. [21]

Ограничения [ править ]

Контрольные дамбы по-прежнему требуют технического обслуживания и удаления наносов. Их становится труднее реализовать на крутых склонах, поскольку скорость выше, а расстояние между плотинами должно быть сокращено. [5] Проверочные плотины, в зависимости от используемого материала, могут иметь ограниченный срок службы, но при правильной реализации могут считаться постоянными, хотя и не поощряются. [5]

Техническое обслуживание [ править ]

Контрольные дамбы требуют регулярного обслуживания, поскольку они используются в основном в качестве временной конструкции и поэтому не рассчитаны на длительную эксплуатацию. Плотины следует проверять каждую неделю, пока они находятся в канале, и после каждого сильного шторма. [5] Важно удалить щебень, мусор и листья с верхней стороны плотины. [9] Обычно это делается, когда осадочные породы достигли высоты половины первоначальной высоты плотины. [9]

Кроме того, при полном удалении контрольной заслонки требуется техническое обслуживание. Чтобы гарантировать, что будущий поток не изменится неблагоприятно, обратная дамба должна быть полностью удалена, включая любые части, которые могли быть смещены и смыты вниз по течению, или любые вновь образовавшиеся оголенные участки, на которых когда-то была расположена обратная дамба. [5]

См. Также [ править ]

  • Структура капли
  • Габион
  • Волнолом
  • Плотина Нагасима
  • Гибкий противоударный барьер

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Марш, Уильям М. (2010). Ландшафтное планирование: экологические приложения (5-е изд.). Дэнверс, Массачусетс: John Wiley & Sons, Inc., стр. 267–268. ISBN 978-0-470-57081-4.
  2. ^ а б Агорамоорти, Говиндасами, Сунита Чаудхари и Минна Дж. Хсу (2008). «Путь через плотину для смягчения нехватки воды в Индии». Журнал природных ресурсов . 48 (3): 565–583.
  3. ^ a b Департамент качества окружающей среды штата Миссисипи. Руководство по эрозии ливневых вод (PDF) (4-е изд.). Миссисипи DEQ. С. 4–118 . Проверено 21 октября 2014 года .
  4. Перейти ↑ Melbourne Water (2005). Инженерные процедуры городского проектирования с учетом воды: ливневые воды . Австралия: CSIRO Publishing. п. 140. ISBN 978-0-643-09092-7. Проверено 28 октября 2014 года .
  5. ^ a b c d e f Городской дизайн и спецификации штата Айова (SUDAS) (2013). Руководство по проектированию - контроль эрозии и отложений (PDF) . Эймс, штат Айова: Институт транспорта Университета штата Айова. Архивировано из оригинального (PDF) 9 ноября 2014 года . Проверено 28 октября 2014 года .
  6. ^ Etefa Guyassa, и его коллеги (2017). «Влияние контрольных дамб на характеристики стока по берегам оврагов на примере Северной Эфиопии» . Журнал гидрологии . 545 : 299–309. Bibcode : 2017JHyd..545..299G . DOI : 10.1016 / j.jhydrol.2016.12.019 . hdl : 1854 / LU-8518957 .
  7. ↑ Гарсия, Кармело и Марио Ленци (2010). Проверьте плотины, морфологические корректировки и контроль эрозии в проливных потоках . Нью-Йорк: Nova Science Publishers. ISBN 978-1-61761-749-2.
  8. ^ Концептуальная модель гидравлики контрольной плотины для управления оврагами: эффективность, оптимальное расстояние и связь со ступенчатыми бассейнами К. Кастильо, Р. Перес и Дж. А. Гомес из Hydrology and Earth System Sciences 18, 1705–1721, 2014
  9. ^ a b c d e f Агентство по охране окружающей среды США (2014-08-06). «Лучшие практики управления водными ресурсами: проверка плотин» . water.epa.gov . USEPA . Проверено 28 октября 2014 года .
  10. ^ Департамент окружающей среды и природных ресурсов Северной Каролины (2006). Стандарты практики и спецификации . Роли, Северная Каролина: NCDENR. С. 6.83.1–6.83.3. Архивировано из оригинала на 2013-07-24 . Проверено 28 октября 2014 года .
  11. ^ Городской дренаж и район контроля наводнений (2010). Руководство по критериям городского ливневого дренажа, том 3 (PDF) . Колорадо: Район городской дренажной системы и борьбы с наводнениями. Архивировано из оригинального (PDF) 05.09.2012 . Проверено 28 октября 2014 года .
  12. ^ С. Паримала Renganayaki Л. Эланго (апрель 2013). «Обзор управляемой подпитки водоносного горизонта с помощью контрольных плотин: тематическое исследование около Ченнаи, Индия». : Международный журнал исследований в области техники и технологий 2 (4): 416–423
  13. ^ Mazzorana, Бруно (6 июня 2014). «Восприимчивость плотин с уплотнением как ключевой фактор для планирования технического обслуживания». Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft . 66 (5): 214–216. DOI : 10.1007 / s00506-014-0160-4 . S2CID 130712151 . 
  14. ^ a b Департамент качества окружающей среды (2005 г.). Каталог передовых методов управления ливневыми водами IDEQ: Проверьте плотины BMP 32 (PDF) . Штат Айдахо. С. 106–108 . Проверено 28 октября 2014 года .
  15. ^ a b Ниссен, Дж. и его коллеги (2017). «Бревенчатые дамбы как альтернатива габионным плотинам в эфемерных ручьях первого порядка с грубой нагрузкой на русло в Эфиопии». Журнал гидротехники . 143 . DOI : 10.1061 / (ASCE) HY.1943-7900.0001217 .
  16. ^ Службы охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США (NRCS). «Городские BMP: водная эрозия» (PDF) . usda.gov . USDA . Проверено 28 октября 2014 года . [ постоянная мертвая ссылка ]
  17. ^ "Полевое руководство ФАО по управлению водосбором" . fao.org . Продовольственные и сельскохозяйственные организации ООН . Проверено 28 октября 2014 года .
  18. ^ Городские BMP: вода, эрозия, контрольные плотины (PDF) . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 4 ноября 2014 года . [ постоянная мертвая ссылка ]
  19. ^ Рикард, Charles & Day Родни, Джереми Purseglove (2003). Речные плотины - Руководство по эффективной практике (PDF) . Великобритания: Агентство по охране окружающей среды. п. xi . Проверено 4 ноября 2014 года .
  20. ^ Программа оценки устойчивых технологий. «Проверить плотины» . Руководство по планированию и проектированию управления ливневыми водами с низким уровнем воздействия . Проверено 28 марта 2018 .
  21. ^ Б Agoramoorthy, Говиндасами и Minna J. Hsu (2008). «Малый размер, большой потенциал: проверьте плотины на предмет устойчивого развития». Окружающая среда . 50 (4): 22–34. DOI : 10.3200 / envt.50.4.22-35 . S2CID 153334085 . ProQuest 224015181 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Улавливающая функция русла дороги стальной щелевой плотиной Сабо Гаккаиси Том 45 (1992-1993) № 4 P22-29