Аннотация

Цель: обобщение накопленного опыта разработки конструкции ступенчатой шпоры, проверенной прошедшими наводнениями на р. Баффелджаги, Дуйвенхокс и Хекс Западной Капской провинции в ЮАР, и предложение защитной конструкции от карчехода, которая направлена на беспрепятственное движение водного потока и перехват всех дрейфующих деревьев и их частей. 

Материалы и методы. Многочисленные берегозащитные сооружения, построенные на р. Кубани, не выполняют своих защитных функций, а провоцируют размыв берегов, что негативно сказывается на сооружении в целом. Востребованность ступенчатых шпор и дефицит рекомендаций по их проектированию и применению определяют актуальность их разработки и использования в сложных инженерных условиях. Основу научной разработки составили материалы, которые собраны во время наводнений 2000, 2004, 2006 и 2008 гг. на крупных реках Баффелджаги, Дуйвенхокс и Хекс Западной Капской провинции в ЮАР. При разработке комплекса защитных сооружений использовались общепринятые методики научного анализа, синтеза и конструирования гидротехнических сооружений. 

Результаты. При выполнении исследований установлены достоинства компоновочных решений применяемых конструкций шпор, определены достоинства и условия применения конструкций во время наводнений. Выполнены разработки, направленные на усиление достоинств и устранение недостатков конструктивных решений сооружений по обеспечению защиты их от карчехода. Конструкции могут быть выполнены в виде крестообразных балок или Т-образных элементов, смонтированных на продольной балке. 

Выводы. Предложены конструкции, которые позволяют защитить шпоры от повреждения карчеходом, представляют собой единый комплекс защитных сооружений. Сформулированы предложения по компоновочно-конструктивному устройству комплекса сооружений.

doi: 10.31774/2712-9357-2023-13-2-318-333

Для цитирования

Анохин А. М., Гарбуз А. Ю. Комплекс конструкций и сооружений для защиты берегов рек и каналов от эрозии // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 2. С. 318–333. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-2-318-333.

Список литературы

1. Волосухин В. А., Шурский О. М. Наводнение на Кубани. Проблемы и задачи // Гидротехника. 2012. № 4(29). С. 6–9.

2. Водоподпорные и водопропускные гидротехнические сооружения: учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 1 / А. А. Ткачев [и др.]. Новочеркасск, 2023. 273 с.

3. Беркович К. М., Злотина Л. В. К оценке опасности горизонтальных деформаций русла // Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях: материалы V Всерос. науч. конф. с междунар. участием, объед. с XXXIV пленар. совещ. Межвуз. науч.-координац. совета по проблеме эроз., русловых и устьевых процессов. М.: Ленанд, 2019. С. 111–112.

4. Breusers H. N. C., Raudkivi A. J. Scouring. Hydraulic Structures Design Manual Series. Vol. 2, 1991. 152 p. DOI: 10.1201/9781003079477.

5. Knight S. S., Locke M. A., Smith S. Effects of agricultural conservation practices on oxbow lake watersheds in the Mississippi River alluvial plain // Soil and Water Research. 2013. 8(3). P. 113–123. DOI: 10.17221/45/2012-SWR.

6. King H. The use of groynes for riverbank erosion protection // Conference: River Hydraulics, Stormwater & Flood management / University of Stellenbosch. 2009. 20 p.

7. Considerations for assessments of wadable drainage systems in the agriculturally dominated deltas of Arkansas and Mississippi / W. W. Stephens, M. T. Moore, J. L. Farris, J. L. Bouldin, C. M. Cooper // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2008. 55(3). P. 432–441. DOI: 10.1007/s00244-008-9136-3. 

8. Overcoming challenges for implementing nature-based solutions in deltaic environments: Insights from the Ganges-Brahmaputra delta in Bangladesh / A. K. Gain, M. M. Rahman, M. S. Sadik, K. G. Rogers, J. M. van Loon-Steensma // Environmental Research Letters. 2022. 17(6). 064052.

9. Effect of an extreme flood event on solute transport and resilience of a mine water treatment system in a mineralised catchment / W. M. Mayes, M. T. Perks, A. R. G. Large, P. A. H. Orme, A. P. Jarvis // Science of the Total Environment. 2021. 750. 141693. https:doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141693.

10. Sing E. F. Flow diversion in a steep, coarse-bed stream // Proceedings National Conference on Hydraulic Engineering. 1993. Pt. 2. P. 2389–2394. 

11. The land–river interface: a conceptual framework of environmental process interactions to support sustainable development / R. C. Grabowski, K. Vercruysse, I. Holman, A. Azhoni, B. Bala, V. Shankar, J. Beale, S. Mukate, A. Poddar, J. Peng, J. Meersmans // Sustainability Science. 2022. 17(4). P. 1677–1693. https:doi.org/10.1007/s11625-022-01150-x. 

12. Vercruysse K., Grabowski R. C. Human impact on river planform within the context of multi-timescale river channel dynamics in a Himalayan river system // Geomorphology. 2021. 381. 107659. https:doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107659.

13. Developing spatial prioritization criteria for integrated urban flood management based on a source-to-impact flood analysis / K. Vercruysse, D. A. Dawson, V. Glenis, N. Wright, C. Kilsby // Journal of Hydrology. 2019. 578. 124038. https:doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124038.

14. Large variations in global irrigation withdrawals caused by uncertain irrigation efficiencies / A. Puy, B. Lankford, J. Meier, S. van der Kooij, A. Saltelli // Environmental Research Letters. 2022. 17(4). 044014. DOI: 10.1088/1748-9326/ac5768.

15. Parola A. C., Apelt C. J., Jempson M. A. Debris forces on highway bridges. Washington D. C.: National Academy Press, 2000. No. 445. 78 p.

16. Анохин А. М., Воронин Н. С., Залавский В. Н. Защита искусственных сооружений от дрейфующего мусора // Путь и путевое хозяйство. 2017. № 9. С. 2–5.

17. Пат. 2533912 Российская Федерация, МПК6 Е 02 В 3/02. Способ очистки русел рек вблизи мостов / Анохин А. М.; патентообладатель Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. № 2013118901/13; заявл. 23.04.13; опубл. 27.11.14, Бюл. № 33. 5 c.