Способ защиты каналов от снежных заносов Советский патент 1990 года по МПК E02B5/02 

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к проектированию земляных каналов в районах распространения снегопереноса. Сущность способа заключается в создании таких поперечных профилей каналов, при которых подносимый ветром снег транзитом проносится над руслом за его пределы. Это достигается тем, что осуществляют срезку бровки канала под уклоном, равным уклону, образующемуся при естественном снежном заносе. Предлагаемый способ дает большой экономический эффект и обеспечивает надежность работы водопроводящих трактов. 7 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к проектированию земляных каналов а районах распространения снегопере- носа.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты русел каналов от снежных заНосов путем уменьшения параметров снежного заноса на ледовом по- кройе.

На фиг.1 изображен план канала в выемке; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - сечение канала в выемке; на фиг.6 - сечение канала с кавальером; на фиг.7 - сечение в выемке со срезанными бровками.

На фиг.5, 6 и 7 штриховыми линиями показаны поперечный профиль канала с предельным заносом.

Зимняя эксплуатация каналов в районах с развитой метелевой деятельностью

связана со значительными трудностями, вызванными явлением снегозаноса выемок, особенно глубоких, перпендикулярных направлению господствующих ветров.

Под воздействием снехсных масс значительной толщины происходит продавлива- ние ледового покрова с образованием заторно-зажорных явлений, что уменьшает пропускную способность канала и может привести к полному прекращению подачи воды.. Естественный откос снежного заноса то формируется в зависимости от значения скорости ветра и начальной скорости снего- . При достижении то величины 8 - 12 снегоотложение прекращается.

Русла каналов могут располагаться в плане под различными углами по отношению к направлению преобладающих мете- левых ветров. Максимальные параметры снежного заноса в русле при других одинаковых условиях имеют место при перпендио

О

о

кулярных ветрах. Нижняя граница предельного снежного заноса в русле при нормаль- ном направлении ветра отстоит от наветренной бровки канала на расстоянии moh (фиг.2.). Площадь поперечного сечения снежного заноса в atOM случае равна

(mo-m).

При косых ветрах площадь поперечного сечения предельного снежного заноса по направлению ветра (фиг.З) равна

(™-Жа)- Проекция этого сечения на нормальное направление (фиг.4) равна

F h (mosina - m),

где h - глубина выемки, подверженная снежному заносу;

m - коэффициент откоса канала;

а- угол атаки ветра.

При косых ветрах естественный откос снежного заноса, который, как правило, определяется по нормали к каналу, равен то slno; .С уменьшением угла атаки а ниж- няя граница предельного снежного заноса будет приближаться к подветренному урезу (фиг.4). При определенном соотношении значений угла атаки а и коэффициента откоса канала m может осуществиться равен- ство mh moh sina , что означает совпадение поверхности предельного снежного заноса с плоскостью откоса канала. В этом случае будет иметь место снегонезаноси- мый профиль, отвечающий условию;

a arcsin m/mo.

Таким образом, при коэффициентах откоса выемки канала, равной то sina , отложения снега при метелях не происходит. На таком участке весь приносимый ветром снег переносится за его пределы. Такое свойство формирования снежных заносов целесобразно использовать при строительстве и эксплуатации каналов в районах интенсивной метелевой деятельности. На тех участках канала, где высота снежного заноса на ледовом покрове превышает допустимые значения по условиям перегрузки и где он проходит в выемке, следует выполнять срезку грунта бровки канала по предлагае- мой схеме.

Допустимой высоте снега на льду h§°

(для условий Северного Казахстана hc° 2м) соответствует глубина выемки Ькр, значение которой определяется по формуле

Ькр - Km, где Km m/mo slnct .

Площадь поперечного сечения или объем срезаемого грунта на 1 пог.м длины канала равна

Fcp 7т fTio h sincr

(1 -Km-KfiП

2 1-Кш

где Kftg .

Срезку следует начинать с расстояния

I то sin а (h - hc°), отсчитываемого от уреза льда, под уклоном то sin а (фиг.5), причем следует производить срезку только одной бровки - наветренной. На противоположной стороне выемки безаккумуляционный снегоперенос обеспечивается за счет наличия устойчивых повышенных скоростей потока при ветрах.

Если канал проходит в полувыемке - полунасыпи, то аналогичным образом надо спланировать кавальер с наветренной стороны, как показано на фиг.6. При таких поперечных профилях канала снежные заносы заполняют лишь часть русла, ниже выполненной срезки грунта. Высота снежного заноса на льду в таком случае не превышает

допустимого значения Ьс°.При дальнейших снегопереносах обеспечивается безаккумуляционный вынос снега через русло канала.

Предложенный способ может применяться и для защиты от снежных заносов автомобильных и я елезных дорог на участках выемок, при этом срезка грунта наветренной бровки выемки осуществляется по схеме, изображенной на фиг.8.

Формула изобретения Способ защиты каналов от снежных заносов, включающий изменение сечения канала, отличающийся тем, что, с целью повышения .эффективности защиты русел каналов от снежных заносов путем уменьшения параметров снежного заноса на ледовом покрове, изменение сечения канала производят путем срезки грунта бровки с наветренной стороны под уклоном, равным естественному откосу снежного заноса.

Фиг.1

Фиг 4