рыбоводство

Сооружение плотины

Плотина — гидротехническое сооружение, создающее водоем, которое перегораживает русло водотока и удерживает воду с одной стороны на более высоком уровне, чем с другой. Разность между уровнями воды с одной и другой стороны плотины называется напором. Различают высоконапорные плотины с напором более 50 м, средненапорные — от 15 до 50 м и низконапорные — менее 15 м. Последние чаше всего строят в рыбоводных хозяйствах.

Строят плотины, как из однородного, так и из разнородного грунта. В рыбоводных хозяйствах строят в основном земляные плотины высотой до 10 м. Земляные плотины отличаются простотой конструкции и могут быть сооружены в любых географических и геологических условиях. При их возведении должны быть соблюдены следующие основные требования. Створ плотины располагают перпендикулярно направлению течения реки в наиболее узкой части поймы, чтобы уменьшить длину плотины и стоимость её строительства.

Конструкция плотины и её размеры должны полностью предотвращать фильтрацию (просачивание) воды через тело плотины и через её основание. В противном случае вместе с водой будут вымываться частицы грунта, плотина будет оседать и постепенно разрушаться. Не допускается перелив воды через гребень плотины, так как в этом случае неизбежны вынос частиц грунта и быстрый размыв плотины. Для предотвращения перелива воды через гребень в теле плотины или в обход её устраивают водосбросные сооружения, рассчитанные на пропуск максимально возможных в данной местности паводковых вод.

Сопряжение тела плотины с основанием, берегами и бетонными сооружениями должно быть надежным и гарантировать устойчивость и невозможность сдвига её под напором воды в головном пруду. Откосы плотины должны быть надлежащим образом укреплены и защищены от размыва волнами. Гребень должен быть укреплен в соответствии с классом дороги, которая будет проходить через плотину.

Плотины строят из однородного и разнородного грунта. Для лучшей защиты от фильтрации воды, а также для более плотного сопряжения тела плотины с основанием в плотине устраивают экран, ядро, зуб, замок или диафрагму. Плотины из однородного грунта чаще всего строят из суглинка, который является наилучшим материалом. Глину применять не следует, так как при намокании она расползается, при высыхании трескается, а при промерзании вспучивается. Песчаные грунты сильно водопроницаемы, вследствие чего плотина из песка должна быть слишком большой. Использование торфа возможно при степени его разложения не менее 50%. При этом откосы и гребень покрывают слоем песка толщиной 0,5 м для защиты от промерзания, высыхания и возгорания. Коэффициенты заложения откосов плотин (отношение заложения откоса к высоте плотины) для различных грунтов представлены в табл. 4.

Таблица 4

Из таблицы видно, что откосы плотин делают пологими, при этом верховой (мокрый) откос более пологий, чем низовой (сухой). Плотины из разнородного грунта устраивают при недостатке суглинка. Они состоят из суглинка на 30–69% со стороны верхового откоса, песка и камня. Плотины с экраном из грунта или негрунтового материала строят для уменьшения водопроницаемости плотины. При недостатке суглинка грунтовые экраны сооружают из глины, жирного суглинка или глинобетона (смеси из 24% глины, 36% песка и 40% гравия или щебня).

Поперечный разрез плотины с грунтовым экраном. Толщина экрана должна быть не менее 0,8 м вверху, внизу — несколько больше. Верхняя часть экрана должна возвышаться над уровнем воды в головном пруду не менее чем на 0,5 м. Экран врезают в основание плотины на 1,5 м. Располагают его наклонно, ближе к мокрому откосу. При отсутствии подходящих грунтов для сооружения экранов применяют бетон, железобетон, полимерные материалы. Жесткие экраны дороже и могут давать трещины.

Негрунтовые экраны укладывают на мокром откосе. Плотины с ядром строят при нехватке суглинка для уменьшения фильтрации. В отличие от экрана ядро располагают по оси плотины. Его выполняют из жирного суглинка или глинобетона. Оно имеет форму трапеции. Верх ядра шириной 0,8 — 1,5 располагают выше уровня воды не менее чем на 0,5 м. Нижнюю часть ядра, которая шире верхней, врезают в водоупорный слой не меньше чем на 0,5 м. Плотины с диафрагмой. Сооружают в том случае, если нет в наличии маловодопроницаемых грунтов, таких как глина и суглинок. Диафрагму располагают вдоль оси плотины и выполняют из бетона, железобетона или металла. Толщина верхней части, возвышающейся над уровнем воды не менее чем на 0,5 м, составляет 0,3 — 0,5 м, нижней части, врезающейся в водоупорный слой, — чуть больше. Для лучшего сопряжения тела плотины с основанием устраивают зуб или замок.

При расположении плотины на маловодопроницаемом основании делают зуб. Он представляет собой траншею трапециидального сечения, вырытую вдоль оси плотины и заполненную жирным суглинком или глиной с тщательной утрамбовкой. Ширина зуба внизу и его высота зависят от напора и составляют соответственно 0,2 и 0,4 II, где II — напор воды. В берега зуб врезают на 0,5 м выше нормального подпорного уровня (НПУ). Коэффициент заложения откосов зуба — 0,5 — 1,0. Замок отличается от зуба большими размерами. Его устраивают при залегании водонепроницаемого слоя на глубине 2 — 3 м. Если водонепроницаемый слой залегает на глубине более трех метров, устраивают диафрагму, высота которой зависит от глубины залегания этого слоя.