Проверить плотину - Check dam

Стальная контрольная дамба
Бетонные контрольные дамбы
Обычное применение контрольных плотин находится в bioswales, которые представляют собой искусственные дренажные каналы, предназначенные для удаления ила и загрязнений из стоков.

А проверить плотину небольшой, иногда временный, плотина построенный через каньон, дренажная канава, или водный путь для противодействия эрозия за счет уменьшения скорости потока воды.[1] Сами по себе контрольные плотины не являются новой технологией; скорее, это древняя техника, датируемая 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 дамба в Кудумбуре через Река Чандрагири

Функция

Контрольная дамба помещена в канава, Swale, или канал прерывает поток воды и сглаживает уклон канала, тем самым уменьшая скорость. В свою очередь, это препятствие вызывает проникновение и уменьшает разрушающий.[1] Их можно использовать не только для снижения скорости потока, но и для распределения потоков через канаву, чтобы избежать предпочтительных путей и направления потоков к растительности.[4] Хотя некоторые осаждение может произойти за плотиной, контрольные дамбы в основном не функционируют как устройства для улавливания наносов.[5]

Например, в Graliwdo Река в Эфиопии, увеличение гидравлическая шероховатость из-за чековых плотин и потерь при передаче воды в осажденных наносах происходит задержка стока в нижнюю часть русел рек. 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 уменьшением растительности пиковый поток расход и общий объем стока, поскольку большая часть стока просочилась в отложения, отложившиеся за плотинами. Поскольку в больших районах северной Эфиопии сооружаются плотины с оврагами, это способствует подпитка подземных вод и увеличение речного стока.[6]

Приложения

Механизм контроля уклона

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 управления потоком, такие как облицовка канала или создание bioswales, непрактичны.[9] Соответственно, они обычно используются для деградации временных каналов, в которых постоянная стабилизация непрактична и неосуществима 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 плотины или борьба 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 неэрозионной облицовки.[11]

Механизм контроля качества воды

Многие контрольные дамбы имеют тенденцию к образованию ручьи бассейны. В условиях низкого расхода вода либо инфильтраты в землю, испаряется, или просачивается через плотину или под нее. При большом потоке - наводнение - условия, вода течет по конструкции или через нее. Крупный и среднезернистый осадок из сток имеет тенденцию откладываться за контрольными 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

Бревенчатая дамба с валунами Maygwa, Эфиопия

В засушливых районах часто строят контрольные дамбы для увеличения подпитка подземных вод в процессе, называемом управляемой подпиткой 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 можно использовать в сочетании с Лиманы остановиться и собрать поверхностный сток воды.

Горные районы

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. Они также используются для уменьшения опасности наводнений и селей.[13]

Соображения по дизайну

Сайт

Перед установкой контрольной дамбы инженеры осматривают участок. Стандартная практика требует площадь дренажа быть 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 водоводах. Их нельзя размещать в прямых трансляциях без одобрения соответствующих местных, государственных и / или федеральных властей.[14]

Материалы

Бревенчатая плотина в овраге, около 1935 года, штат Миссури, США.
Вход дамба в Адавро река, Эфиопия

Чековые плотины изготавливаются из самых разных материалов. Поскольку они обычно используются в качестве временных сооружений, 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 реализуются только в небольших открытых каналах, дренирующих 10 акров (0,04 км.2) или менее; 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

Контрольные дамбы обычно имеют высоту от 2 футов (0,61 м) до 3 футов (0,91 м).[18] центр дамбы 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 всех условий потока.[19]

Интервал

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 пруды между контрольными дамбами и, таким образом, существенно замедлять скорость потока по мере того, как вода движется вниз по склону.[5]

Преимущества

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] Более того, плотины просты в строительстве и не основаны на передовых технологиях - поэтому их можно применять в сельских общинах с меньшими ресурсами или доступом к техническим знаниям, как это уже давно используется в засушливых районах Индии.[21]

Ограничения

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] Контрольные плотины, в зависимости от используемого материала, могут иметь ограниченный срок службы, но при правильной реализации могут считаться постоянными, хотя и не поощряются.[5]

Обслуживание

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 убрать щебень, мусор и листья с верхней стороны плотины.[9] Обычно это делается, когда высота наносов достигает 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]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б 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. Сю (2008). «Путь через плотину для смягчения нехватки воды в Индии». Журнал природных ресурсов. 48 (3): 565–583.
  3. ^ а б Департамент качества окружающей среды штата Миссисипи. Руководство по эрозии ливневых вод (PDF) (4-е изд.). Миссисипи DEQ. стр. 4–118. Получено Двадцать первое октября, 2014.
  4. ^ Мельбурнская вода (2005). Инженерные процедуры градостроительного проектирования с учетом воды: ливневые воды. Австралия: CSIRO Publishing. п. 140. ISBN  978-0-643-09092-7. Получено 28 октября 2014.
  5. ^ а б c d е ж Городской дизайн и спецификации штата Айова (SUDAS) (2013). Руководство по проектированию - борьба с эрозией и отложениями (PDF). Эймс, штат Айова: Институт транспорта Университета штата Айова. Архивировано из оригинал (PDF) 9 ноября 2014 г.. Получено 28 октября 2014.
  6. ^ Этефа Гуясса и его коллеги (2017). «Влияние контрольных дамб на характеристики стока по берегам оврагов, пример Северной Эфиопии». Журнал гидрологии. 545: 299–309. Bibcode:2017JHyd..545..299G. Дои:10.1016 / j.jhydrol.2016.12.019.
  7. ^ Гарсия, Кармело и Марио Ленци (2010). Проверка плотин, морфологических корректировок и борьбы с эрозией 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. ^ а б c d е ж Агентство по охране окружающей среды США (2014-08-06). «Лучшие методы управления водными ресурсами: проверка плотин». water.epa.gov. USEPA. Получено 28 октября 2014.
  10. ^ Департамент окружающей среды и природных ресурсов Северной Каролины (2006 г.). Стандарты практики и спецификации. Роли, Северная Каролина: NCDENR. С. 6.83.1–6.83.3. Архивировано из оригинал в 2013-07-24. Получено 28 октября 2014.
  11. ^ Район городской канализации и борьбы с наводнениями (2010 г.). Руководство по критериям городского ливневого дренажа, том 3 (PDF). Колорадо: Район городской дренажной системы и борьбы с наводнениями. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-09-05. Получено 28 октября 2014.
  12. ^ С. Паримала Ренганаяки, Л. Эланго (апрель 2013 г.). «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. ^ Мазорана, Бруно (6 июня 2014 г.). «Восприимчивость плотин с уплотнением как ключевой фактор для планирования технического обслуживания». Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft. 66 (5): 214–216. Дои:10.1007 / s00506-014-0160-4. S2CID  130712151.
  14. ^ а б Департамент качества окружающей среды (2005 г.). Каталог передовых методов управления ливневыми водами IDEQ: Проверка плотин BMP 32 (PDF). Штат Айдахо. стр. 106–108. Получено 28 октября 2014.
  15. ^ а б 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. Дои:10.1061 / (ASCE) HY.1943-7900.0001217.
  16. ^ Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США (NRCS). «Городские БМП: водная эрозия» (PDF). usda.gov. USDA. Получено 28 октября 2014.[постоянная мертвая ссылка ]
  17. ^ «Полевое руководство ФАО по управлению водосбором». fao.org. Продовольственные и сельскохозяйственные организации ООН. Получено 28 октября 2014.
  18. ^ Городские БМП: вода, эрозия, контрольные дамбы (PDF). Министерство сельского хозяйства США. Получено 4 ноября 2014.[постоянная мертвая ссылка ]
  19. ^ Рикард, Чарльз и Родни Дэй, Джереми Пурсеглав (2003). Речные плотины - Руководство по передовой практике (PDF). Великобритания: Агентство по охране окружающей среды. п. xi. Получено 4 ноября 2014.
  20. ^ Программа оценки устойчивых технологий. «Проверить плотины». Руководство по планированию и проектированию управления ливневыми водами с низким уровнем воздействия. Получено 28 марта 2018.
  21. ^ а б Агорамоорти, Говиндасами и Минна Дж. Сюй (2008). «Малый размер, большой потенциал: проверьте плотины на предмет устойчивого развития». Среда. 50 (4): 22–34. Дои:10.3200 / envt.50.4.22-35. S2CID  153334085. ProQuest  224015181.

внешняя ссылка