Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Ноября 2011 в 22:02, реферат
ОВРАГИ — узкие, крутосклонные, довольно короткие, молодые отрицательные линейные формы рельефа. В естественных условиях они возникают во время дождей или таяния снегов из промоин по высоким берегам рек, на крутых склонах при уничтожении растительности, при увлажнении климата
| В
оврагах целесообразно
прокладывать городские
магистрали, потому
что создаются
наилучшие условия
для увеличения скорости
сообщения (повышение
оптимальных скоростей,
наличие пересечений
в разных уровнях), наибольшей
безопасности движения
транспорта и пешеходов,
снижается транспортный
шум в зданиях и на территории
близ улицы. Сооружение
парков, и садов в оврагах
является рациональным
решением использования
неудобных территорий
в градостроительстве.
Для этого наиболее
удобны овраги шириной
более 100 м с пологими
склонами. Зеленые насаждения,
газоны, цветочные клумбы,
древесная и кустарниковая
растительность оживляют
и украшают природный
ландшафт в местах отдыха.
Создание садов, виноградников,
питомников и т. п. может
быть рекомендовано
в оврагах, если они
расположены недалеко
от селитебной территории.
Искусственные водоемы,
созданные на территории
оврагов, улучшают микроклимат
в прилегающих микрорайонах,
способствуют развитию
водных видов спорта,
повышают санитарно-гигиенические
условия города. Мероприятия по инженерной подготовке в некоторой степени являются мероприятиями по благоустройству городской территории (водостоки, зеленые насаждения и т. п.). Поэтому оба мероприятия целесообразно проводить одновременно. В состав этих мероприятий входят следующие работы: вертикальная планировка территории, выполняемая с помощью земляных работ; сооружение открытых и закрытых водостоков; понижение и перехват подземных вод; облесение приовражных территорий и самих оврагов. Вертикальная планировка осуществляется при ликвидации оврагов и инженерной подготовке сохраняемых оврагов. Ликвидация оврагов осуществляется путем террасирования приовражных территорий, сплошной засыпкой привозным грунтом или намывом грунта средствами гидромеханизации. |
| При крутых откосах высотой более 5 м |
| Эффективна
засыпка оврагов
каньонного типа, т.
е. с крутыми склонами
и малой шириной
поверху. В меньшей
степени она целесообразна
при неглубоких и
пологих оврагах. Засыпка
начинается с верховых
участков оврага и постепенно
передвигается к базису
эрозии. Глубокие овраги
засыпаются в несколько
ярусов. При засыпке
оврага привозным грунтом
обязательно послойное
уплотнение (чаще всего
для этой цели используют
автомобили, доставляющие
грунт). Намытый грунт
стабилизируется сам
в процессе отдачи воды
из смеси. Овраги часто
являются главными тальвегами
прилегающей территории.
После ликвидации оврага
поверхностный сток
все равно будет тяготеть
к этому направлению,
поэтому по дну оврага
до его засыпки прокладывают
коллектор водосточной
сети. При необходимости понизить уровень грунтовых вод в районе ликвидируемого оврага по его дну до засыпки прокладывают дренажный коллектор. После окончания засыпки или намыва грунта выполняют вертикальную планировку всей территории. В сохраняемом овраге предусматривается поверхностный сток сбрасывать по дну оврага, а методами вертикальной планировки создать на склонах рельеф, отвечающий назначению оврага. Для обеспечения устойчивости склонов их уполаживают. При глубоких оврагах это мероприятие может привести к потере больших площадей. При крутых откосах высотой более 5 м устраивают бермы шириной не менее 2 м с поперечными уклонами в сторону склона, на границе с которым располагают водо-отводящие лотки. Для борьбы с оврагами на городских территориях проводят мероприятия по сбору и отводу поверхностного стока закрытой и открытой системой ливнестоков. Перехватываемые воды отводят в водосточную сеть или открытой системой канав за пределы оврага. Открытая система включает: собирающие лотки, перехватывающие сток до оврага; направляющие лотки, сбрасывающие сток по склонам оврага; каналы или коллекторы, отводящие сток за пределы оврага. На склонах оврага сток осуществляется по лоткам. У дна оврага вдоль склонов устраивают лотки, по которым вода направляется в канал или коллектор. |
| Для перехвата грунтовых вод |
| Для
перехвата грунтовых
вод до их выхода
в овраг строят
дренажные системы,
рассчитываемые по схеме
головных. При создании
в овраге водоемов
сооружаются земляные
плотины. Возможны случаи
создания каскада
прудов. По плотине
обычно устраивают транспортную
или пешеходную связь
между бортами
оврага. В формировании
рельефа земной поверхности
большое значение
имеет процесс
размыва горных пород
текущей водой, получивший
название эрозии. Этот
процесс вызывает
изменения поверхности
территории и нарушает
стабильное состояние
рельефа. Причиной образования оврагов — глубоких рытвин, тянущихся от высоких точек водораздела до водоема — является действие временных потоков (дожди, ливни, таяние снегов) на возвышенно-равнинных пространствах преимущественно в безлесных южных районах страны на легко размываемые почвы (рыхлые горные и глинистые породы, лессовидные суглинки и пр.). В песчаных грунтах овраги образуются редко, так как песок хорошо поглощает воду и не создает условий для размыва грунта. Оврагообразование характеризуется проявлением донной эрозии, которая находит свое выражение в непрерывном размыве текущей водой дна оврага. Размыв дна оврага приводит к постоянному его углублению, что влияет на развитие ширины оврага поверху. Кроме того, как следует из теории устойчивости склонов, в породах, обладающих сцеплением, всякий более высокий откос в своей нижней части обязательно оказывается более пологим. Это обстоятельство приводит к еще более значительному развитию ширины оврага поверху при его углублении. В вершине оврага всегда имеет место резкий перепад в продольном профиле (уступ). Здесь, в связи с большой скоростью потока, эрозия проявляется наиболее активно. При нарастающем размыве грунта в вершине оврага последний растет вверх по течению, т. е. навстречу потоку. В этом случае наблюдается проявление регрессионной (попятной) эрозии. |
| Продольный профиль дна оврага |
| Продольный
профиль дна оврага
не имеет однообразного
уклона. Вершина его
обычно представляет
собой почти отвесный
обрыв высотой 1—2
м и редко 10 м
и более. Далее дно
на некотором протяжении
имеет крутой уклон,
в средней части профиль
дна становится более
пологим, в приустьевом
участке уклон дна продолжает
уменьшаться, достигая
минимальных величин
у базиса эрозии. Развитию
эрозионных процессов
способствуют: физические
свойства грунтов; отсутствие
растительности на водоразделах
и склонах; неровности
рельефа склонов; наличие
трещин в толще грунта (после
его промерзания зимой);
деятельность человека (разрытия
на склонах, подкопы,
неорганизованный сброс
промышленных и хозяйственных
вод, утечки воды из
водопроводной сети
и т. п.); большое количество
и интенсивное выпадение
атмосферных осадков. Развитие оврага продолжается до тех пор, пока его верхняя часть (вершина) не дойдет до водораздела. В низовой части (устье) размыв дна оврага заканчивается при достижении горизонта водоема, являющегося базисом эрозии оврага. Переносимые в устьевую часть оврага продукты разрушения и размыва отлагаются на выносе у базиса эрозии и называются овражным аллювием. Каждый овраг в своем развитии проходит следующие характерные стадии (при постоянном базисе эрозии): I — образование извилистых промоин и рытвин на поверхности склонов, распространяющихся вниз по склону; ближе к вершине промоины имеют треугольный профиль, в средней и приустьевой частях — трапецеидальный; II — врезание оврага вершиной; интенсивный переход от стадии I к стадии II происходит в просадочных и рыхлых грунтах, причем крутые стенки оврага в его вершине начинают отваливаться, овраг растет, дно углубляется, у устья образуется конус выноса; продольный профиль оврага приобретает выпуклое очертание, в связи с чем на дне овражный аллювий не откладывается; III — выработка профиля равновесия; размыв дна заканчивается, продольный профиль становится вытянутым, на дне оврага наблюдается аккумуляция овражного аллювия; боковая абразия интенсивно продолжается, в результате чего продолжается рост оврага в ширину; IV — постепенное затухание оврагообразования; на склонах оврага наблюдается деллювиальная абразия; при определенных гидрогеологических условиях развиваются оползни, дно оврага расширяется. |
| В зависимости от рельефа и геологических условий местности |
| Часто
в своем развитии
овраги образуют постоянные
водотоки; иногда в
местах выхода подземных
вод наблюдается
явление суффозии ,
что приводит к
разрушению, оползанию
и уполаживанию склонов.
Понижение базиса
эрозии приводит к
активизации роста
оврага, на какой-бы
это стадии его
развития не произошло;
происходит как-бы омолаживание
оврага. С возможностью
подобной активизации
овражной деятельности
необходимо считаться
при производстве
земляных работ вблизи
устья оврага. Положение
базиса эрозии ограничивает
рост оврага в глубину
и, как следствие
этого, развитие ширины
оврага поверху. И
тем не менее существуют
овраги глубиной 50 м
и более, длиной в
некоторых случаях 5—10
и даже 20 км. В зависимости от рельефа и геологических условий местности овраги в плане могут иметь ствольную, разветвленную и древовидную конфигурацию. Ствольные овраги имеют прямо- или криволинейные очертания, склоны слабо изрезаны мелкими оврагами, отвершками и размоинами. Разветвленные овраги состоят из двух стволов с общим устьем, очертания их криволинейны; примыкающие к ним территории более изрезаны мелкими оврагами, отвершками и размоинами. Древовидные овраги сильно разветвлены и занимают большую площадь. Овраги разделяют на действующие, затухшие и засыпанные. Действующие овраги очень опасны для прилегающих территории и инженерных сооружений, попадающих в зону их действия. Затухшие овраги характеризуются стабильным состоянием, постоянством форм, размеров сечений и протяженности от водораздела до базиса эрозии. Такие овраги не опасны и обычно зарастают. Тогда их называют балками. Засыпанные овраги не опасны и после окончания осадки насыпного грунта территория бывшего оврага может быть использована в градостроительных целях. В зависимости от стадии развития оврагов применяют те или иные мероприятия по борьбе с ними. Так, на первой стадии развития для борьбы с оврагообразованием следует предусмотреть заравнивание промоин, посев многолетних трав, прекращение вырубки кустарников и лесов, планировку территории с целью упорядочения стока поверхностных вод. |
| Приовражные лесополосы |
| На
второй стадии могут
быть применены те
же мероприятия, но в
гораздо больших
масштабах. Кроме того,
здесь предусматривают
укрепление дна оврага (мощением
или сооружением лотков,
запруд, плетней и других
конструкций, способствующих
задержанию и выпадению
наносов), устройство
обвалования и нагорных
канав вдоль бровки
откоса, задерживающих
неорганизованный сброс
поверхностных вод.
На третьей стадии особое
внимание уделяется
боковой абразии. Здесь
уместно устраивать
у подножья склонов
продольные плетневые
ограды с забивкой их
землей и другие противоэро-зионные
мероприятия. Кроме
того, производится
облесение склонов.
На четвертой стадии
крепление оврагов заключается
в посеве многолетних
трав на склонах, посадке
кустарников и деревьев.
Правильно созданные
и размещенные в зависимости
от рельефа местности
защитные лесопосадки
в значительной мере
задерживают эрозионные
процессы, а в безлесных
районах, где имеют место
засухи, суховеи, пыльные
бури,— содействуют
накоплению и сохранению
в грунте влаги. На крупных развивающихся оврагах только лесопосадки не способны задерживать процесс оврагообразования. Здесь, наряду с созданием зеленых защитных полос, необходимо применять гидротехнические водозадерживающие и водопроводящие сооружения. С целью замедления процессов развития оврагов, регулирования стоков талых и ливневых вод, сохранения снегового покрова от сдувания его в овраг и т. п. создают специальные проти-воэрозионные лесопосадки. Приовражные лесополосы размещают в нижних частях склонов, прилегающих к бровке оврагов. Расстояние от бровки оврага до лесополосы принимают 4—5 м. Прибровочную полосу оставляют под природную одерновку. При облесении оврагов с большим количеством отвершков, занимающих большую площадь, лесополосы проектируют вокруг каждого ответвления (отвершка) при условии, если расстояние между ними превышает 100 м; при расстоянии менее 100 м проектируют одну общую полосу, а площадь между ответвлениями отводят под сплошное залесение или одерновку. | |
| Стадии образования оврагов | |
| Образование
оврагов, широко распространенных
в степной и
лесостепной зонах,
является результатом
водной эрозии —
процесса размыва
почв и рыхлых подстилающих
их пород стекающими
со склонов потоками
воды от дождей и
таяния снега. Возвышающиеся
элементы рельефа
земной поверхности
образуют гидрографическую
сеть — систему
связанных между
собой путей стока
дождевых и талых
вод. Образование
в отдельных местах
струй воды, объем
которых по мере роста
площади питающих
их бассейнов возрастает,
вызывает размыв поверхности
грута. Эрозионные процессы
начинают проявляться
при крутизне склона 0,5—2°,
заметно усиливаются
на склонах с уклоном 2—6°
и получают существенное
развитие при крутизне 6—10°. В процессе своего образования овраги проходят несколько закономерно сменяющихся стадий. На первой стадии размыва на крутом участке склона образуется промоина, или рытвина, треугольного поперечного сечения дно ее практически параллельно поверхности земли. На второй стадии происходит углубление рытвины с уменьшением продольного уклона дна. У вершины создается обрыв высотой 5—10 м. Рытвина расширяется и становится в поперечном сечении трапецеидальной. К концу второй стадии в нижней части оврага вырабатывается плавный продольный профиль — транзитное русло, в пределах которого размыв уравновешивается приносом грунта. У устья оврага, где вода, растекаясь, теряет скорость, откладывается конус выноса. На третьей стадии происходит дальнейший рост оврага по направлению к водоразделу и расширяется его поперечное сечение в результате подмывания и осыпания берегов. По боковым тальвегам, по которым к оврагу притекает вода, о второстепенных бассейнов, начинают образовываться ответвляющиеся овраги — отвертки. Овраг продолжает развиваться до тех пор, пока не достигнет грунтовых слоев, не поддающихся размыву, или питающий его вершину водосборный бассейн не уменьшится вблизи от водораздела до такой степени, что размыв прекратится. В четвертой стадии глубинная эрозия и подмыв берегов постепенно прекращаются, овраг перестает расти. Склоны его принимают устойчивое очертание и зарастают траной. Овраг превращается в балку. Наибольшую крутизну боковые склоны имеют у вершины. По мере приближения к устью склоны оврага в результате осыпания грунта становятся более пологими и покрываются почвенным слоем. | |
| Площадь, занимаемая оврагами во многих районах | |
| Площадь,
занимаемая оврагами,
во многих районах
весьма значительна.
Вблизи Москвы и Курска
протяжение оврагов
на 1 км2 (модуль эрозионности)
колеблется от 0,8 до 1,1,
на Донецком кряже
и Приазовской
возвышенности—от 0,6
до 0,9, в Горьковской
области — от 0,6
до 0,8 км Поэтому проектирование
и строительство
дорог в овражистых
районах — частый
случай в практической
деятельности инженеров-дорожников. Наиболее интенсивно процессы эрозии протекают в лёссах и лёссовидных суглинках, характерных для Украины. Развитие эрозионных процессов зависит от климатических условий, распределения дождей по временам года и от их интенсивности. Размывы особенно значительны при затяжных дождях и кратковременных мощных ливнях. В центральных районах европейской части СССР преобладают эрозии от талых вод, на Украине — от ливневых осадков. Развитию эрозии в сильной степени способствует уничтожение деревьев и травяного покрова, предохраняющих почву ог размыва и регулирующих водный режим. К быстрому росту овражной сети также приводит неправильное землепользование (распашка склонов балок, направление при пахоте борозд вниз по склону, пастьба скота на склонах, ведущая к уничтожению травяного покрова). Часто причиной возникновения оврагов становятся неправильно запроектированные и неукрепленные придорожные канавы. Глубина и интенсивность развития оврага зависят от положения его базиса эрозии — горизонтальной поверхности, на уровне которой стекающие воды теряют свою размывающую силу. Для оврагов и балок, впадающих в реки, базисом эрозии служит уровень реки в месте впадения оврага или балки. В отдельных случаях овраги бывают очень большими — глубиной в несколько десятков метров и длиной до 15— 20 км. Обычно они древнего происхождения и связаны с формированием рельефа в послеледниковую эпоху. Овраги, развивающиеся в широтном направлении, имеют несимметричное поперечное сечение. Склоны южной экспозиции, хорошо прогреваемые солнцем, бывают обрывистыми и сильно размываются. Наоборот, склоны северной и восточной экспозиции — большей чем пологие, прикрытые почвенными горизонтами с менее интенсивно протекающим размывом. | |
| Выбор направления трассы дорог в овражистой местности | |
| Выбор
направления трассы
дорог в овражистой
местности в значительной
степени определяется
положением населенных
пунктов, между которыми
прокладывается дорога,
и планом овражной
сети. В центральных
областях европейской
части, где выпадает
сравнительно большое
количество осадков,
населенные пункты располагаются
преимущественно
на сухих возвышенных
местах и водоразделах.
В степных и
засушливых районах
более заселены пониженные
долинные участки. В
этих случаях при
продолжении трассы
по водоразделам приходится
обходить вершины
оврагов, устраивать
специальные подъездные
пути к населенным
пунктам. При проектировании
долинных участков трассы
дорога пересекает большое
число водотоков
и оврагов вблизи
их устья. Рациональное направление трассы выбирают в зависимости от конфигурации овражной сети и категории дороги. При развитой сети оврагов проложение дороги в обход оврагов снижает стоимость постройки, но приводит к большой извилистости трассы, перепробегу автомобилей. Поэтому дороги высших категорий следует прокладывать, приближаясь к кратчайшему направлению, не допуская, конечно, излишних пересечений оврагов. Увеличение объемов земляных работ и числа искусственных сооружений оправдывается в этом случае значительным удешевлением стоимости проезжей части и, самое главное, сокращением дорожно-транспортных расходов. В овраге возможно устройство придорожного водохранилища. При проектировании дорог низших категорий, особенно сельских, решающим фактором является стоимость строительства. В этом случае чаще оказывается более выгодным вариант трассы, запроектированный с минимальным числом пересечений оврагов. При обходе оврага трассу располагают на расстоянии 50—100 м от его вершины, обязательно предусматривая в проекте мероприятия по закреплению оврага. Несмотря на то, что ширина оврага и необходимые размеры водопропускного сооружения уменьшаются по мере приближения трассы к вершине оврага, располагать трассу непосредственно вблизи вершины, в зоне размыва, нерационально, так как потребуются дополнительные работы по защите земляного полотна и сооружения от размыва. |