Устройство для противоэрозионной защиты крутых склонов

Изобретение относится к природоохранному обустройству территорий и может быть использовано в качестве противоэрозионной защиты склонов и других объектов. Устройство для противоэрозионной защиты крутых склонов включает перепады-водосбросы, в виде стенок, устраиваемые на склоне поперек поверхностному стоку, вертикальная сторона которых служит водосбросом, при этом стенка собирается из взаимосвязанных габионов, ориентированных вдоль направления стока. Перепады-водосбросы выполнены в поперечном сечении в форме криволинейной трапеции, вогнутая криволинейная сторона которой ориентирована в сторону подпираемого грунта. Стенка собирается из взаимосвязанных параболических габионов, а вогнутая криволинейная сторона трапеции описывается уравнением гиперболы , где X, Y - соответственно абсцисса и ордината гиперболы, 0,3≤Х≤В; Н - высота перепада - водосброса, м; В - ширина основания перепада - водосброса, В=(1÷1,5)Н. Технический результат состоит в повышении производительности, эффективности и надежности защиты склонов от водной эрозии и долговечности срока службы сооружения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к природоохранному обустройству территорий и может быть использовано в качестве противоэрозионной защиты склонов и других объектов.

Известно фашинное ячеистое крепление [1], у которого на подготовленное основание укладываются плетеные сетки и, скрепляясь между собой, образуют сеточный ковер, на котором закрепляются фашины и образуется гибкое откосное крепление.

Недостатками данного технического решения являются:

- относительная дороговизна;

- конструкция и способ ее строительства достаточно сложен;

- относительная сложность монтажа.

Наиболее близким техническим решением является способ защиты плотным травяным покровом [2], включающий высев травы на склоне.

Недостатками данного технического решения являются:

- такое техническое решение неэффективно использовать на крутых склонах и большом стоке, вызванном большими водосборами;

- отсутствие защиты от смыва, на период прорастания, у посеянных семян может привести к их смыву водным потоком;

- в экономическом отношении не является благоприятным техническим решением.

Цель изобретения - повышение производительности, эффективности и надежности защиты склонов от водной эрозии и долговечности срока службы сооружения.

Поставленная цель достигается тем, что поверхность склона разбивается на участки перепадами-водосбросами с образованием террас (фиг.1, 2). Таким образом, предотвращается смыв почвы поверхностным стоком сосредоточенным гашением энергии стока водного потока на перепадах-водосбросах. В нижнем бьефе на выходе предусматривается водобойный колодец для гашения энергии потока воды.

На террасах для усиления противоэрозионной устойчивости высаживаются растения, корневая система которых укрепляет склон.

Проекция длины образованных террас между укрепленными водосбросами определяется по формуле , а количество террас или количество треугольных призм будет равно , где l и i_пр - действительные и проектные значения уклона соответственно склона и образованной террасы; Н - высота укрепленного водосброса; l - проекция длины склона на горизонтальную плоскость. Проектный уклон может равняться нулю и тогда .

Перепад-водосброс состоит из параболических габионов. Для этого осуществляется укладкой нижней сетки, на которую кладется соями камень, имеющий параболическую форму поперечного сечения, и обматывается верхней сеткой, которая соединяется к нижней сетке соединительной проволокой. Соответственно ширина и высота B_г,h_г параболических габионов, В_г=(2÷3)h_г; h_г=0,2÷0,3 м (фиг.4).

Вогнутая криволинейная сторона трапеции описывается уравнением гиперболы , где X, Y - соответственно абсцисса и ордината гиперболы, 0,3≤Х≤В; Н - высота перепада-водосброса; В - ширина основания перепада-водосброса, В=(1÷1,5)Н. Такая форма позволят на 30% уменьшить расход строительного материала, уменьшив при этом давление перепада-водосброса на грунт основания.

Под перепадом-водосбросом уложено противосуффозионная защита, например геотекстиль (фиг.3).

На фиг.1 изображена противоэрозионная защита крутых склонов, общий вид; на фиг.2 - противоэрозионная защита крутых склонов, вид сверху, на фиг.1; на фиг.3 - перепад - водосброс, поперечное сечение; на фиг.4 - сечение 1-1 на фиг.3.

Поверхность склона 1 разбивается на участки перепадами-водосбросами 2 с образованием террас 3. В нижнем бьефе у перепадов - водосбросов 2 предусмотрен водобойный колодец 4. Криволинейная вогнутая сторона 5 подпирает грунт, а плоская сторона 6 служит водосбросом. Сборка параболических габионов осуществляется укладкой нижней сетки 7, на которую кладется камень 8, и обматывается верхней сеткой 9, которая соединяется к нижней сетке 7 соединительной проволокой 10. Под перепадом - водосбросом 2 укладывается противосуффозионная защита 11.

Противоэрозионная защита крутых склонов собирается и работает следующим образом. Поверхность склона 1 разбивается на участки перепадами-водосбросами 2 с образованием террас 3 (фиг.1, 2). Таким образом, предотвращается смыв почвы поверхностным стоком сосредоточенным гашением энергии стока водного потока на перепадах-водосбросах 2. В нижнем бьефе на выходе предусматривается водобойный колодец 4 для гашения энергии потока воды.

На террасах 3 для усиления противоэрозионной устойчивости высаживаются растения, корневая система которых укрепляет склон.

Проекция длины образованных террас между укрепленными водосбросами определяется по формуле , а количество террас или количество треугольных призм будет равно , где l и i_пр - действительные и проектные значения уклона соответственно склона и образованной террасы; Н - высота укрепленного водосброса; l - проекция длины склона на горизонтальную плоскость. Проектный уклон может равняться нулю и тогда .

Перепад-водосброс 2 состоит из параболических габионов. Для этого осуществляется укладкой нижней сетки 7, на которую кладется камень 8, и обматывается верхней сеткой 9, которая соединяется к нижней сетке 7 соединительной проволокой 10. Соответственно ширина и высота B_г, h_г параболических габионов, В_г=(2÷3)h_г, h_г=0,2÷0,3 м (фиг.4).

Вогнутая криволинейная сторона 5 трапеции описывается уравнением гиперболы , где X, Y - соответственно абсцисса и ордината гиперболы, 0,3≤Х≤В; Н - высота перепада-водосброса.; В - ширина основания перепада-водосброса, В=(1÷1,5)Н. Такая форма позволят на 30% уменьшить расход строительного материала, уменьшив при этом давление перепада-водосброса 2 на грунт основания.

Под перепадом-водосбросом 2 уложена противосуффозионная защита 11, например геотекстиль (фиг.3).

Предлагаемый способ возведения противоэрозионной защиты крутых склонов дешевле и надежнее в работе известных аналогичных технических решений. Такой способ позволяет работать и в сложных, экстремальных условиях, на крутых склонах, когда процесс строительства максимально осложнен. Это очень экологичное техническое решение и дешевле известных в два и более раз.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации № 2212497, МКИ Е02D 17/20. Фашинное ячеистое крепление. / Ламердонов З.Г; Заяв. 08.08.2001; опубл. 20.09.2003, Бюл. № 26. (Аналог).

2. Патент Российской Федерации № 2171875, С2 Е02D 17/20, 10.08.2001; 4 с. (прототип).

1. Устройство для противоэрозионной защиты крутых склонов, включающее перепады-водосбросы в виде стенок, устраиваемые на склоне поперек поверхностному стоку, вертикальная сторона которых служит водосбросом, при этом стенка собирается из взаимосвязанных габионов, ориентированных вдоль направления стока, отличающееся тем, что перепады-водосбросы выполнены в поперечном сечении в форме криволинейной трапеции, вогнутая криволинейная сторона которой ориентирована в сторону подпираемого грунта, при этом стенка собирается из взаимосвязанных параболических габионов, а вогнутая криволинейная сторона трапеции описывается уравнением гиперболы ,

где X, Y - соответственно абсцисса и ордината гиперболы, 0,3≤Х≤В;

Н - высота перепада-водосброса, м;

В - ширина основания перепада - водосброса;

В=(1÷1,5)Н.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ширина и высота параболических габионов В_г, h_г, соответственно равны

B_г=(2÷3)h_г, h_г=0,2÷0,3 м.