Проект магистрального оросительного канала; метеорологические и геологические условия района строительства; рельеф. Выбор схемы производства работ. Подбор плит для облицовки канала и крана для их укладки, расчет необходимого количества техники, топлива.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.07.2012 |
| Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Организация, технология и комплексная механизация строительства каналов оросительной системы
- ВВЕДЕНИЕ
- 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- 1.1 Природные условия района строительства
- 1.1.1 Метеорологические условия
- 1.1.2 Рельеф
- 1.1.3 Геологические условия (разновидность грунтов, места их распространения)
- 2.1 Разбивка канала на характерные участки
- 2.2 Выбор типовых сечений
- 3.1 Объемы земляных работ
- 3.1.1 Участок канала в насыпи
- 3.1.2 Участок канала в полунасыпи
- 3.1.3 Участок канала с корытом
- 3.1.4 Участок канала в выемке
- 3.6.1 Конструкция облицовки
- 3.6.2 Количество материалов для облицовки канала
- 3.6.3 Подбор крана
- 3.6.4 Технология устройства облицовки канала
- 4.1 Техника безопасности
- 4.2 Охрана окружающей среды
ВВЕДЕНИЕ
С учетом того, что в XXI веке неизбежен поворот в мировом балансе геополитических сил и смена парадигм в сфере паразитической эксплуатации сырьевых и экологических ресурсов Земли «золотым миллиардом», развитие отечественного сельского хозяйства — как основы воспроизводимого ресурса в системе народно-хозяйственного комплекса — является наиболее предпочтительным и реальным. При этом баланс интересов между экономическими, экологическими и социальными составляющими устойчивого развития сельского хозяйства достигается на основе перехода к стратегии адаптивной его интенсификации. Известно, что любое производство активно развивается и становится эффективным только в том случае, если оно с самого начала создает веру в ценность того, что производится. И в этом отношении сельское хозяйство, ориентированное на удовлетворение главной потребности людей — в пище, — в ближайшей, обозримой и самой отдаленной перспективе не имеет конкурентов — будь то нефть, газ, нанотехнологии или оружие. Ибо качество пищи и среды обитания, в конечном счете, и определяют «качество жизни» людей.
Строительство каналов и объектов I АгроТехЭкспо-2021 I Госагентство водных ресурсов при МСВХиРР КР
Проектируемый канал предназначен для подачи воды на орошаемый участок. Он расположен на территории челябинской области. Предполагаемый срок строительства несколько месяцев(2-4 мес.).
Как строить ценовые каналы.
Открытые каналы в земляных руслах — это один из основных элементов оросительных, осушительных и обводнительных систем по объемам и стоимости работ.
В данном курсовом проекте рассматривается методика разработки магистрального оросительного канала с данным уклоном, с учётом выемки и насыпи грунта в пределах разрабатываемого участка. Протяженность оросительного канала составляет 6 км, строительство канала ведется в районе населённого пункта Краснооктябрьский Челябинской области. Широкая программа мелиорации, сложность и трудоёмкость намеченных работ требует решительного улучшения организации в данной отрасли дальнейшего укрепления производственной базы и т.д.
В каждом производстве решаются определенные задачи.
Основными задачами строительного производства являются: повышение производительности труда, сокращение сроков строительства, снижение стоимости, повышение качества строительства и т.д.
Так как во время строительных работ объекты не дают прибыли, то необходимо стремиться к сокращению сроков их возведения и быстрейшему вводу в эксплуатацию. В предлагаемом проекте сроки строительства участка магистрального канала ограничиваются периодом с августа по октябрь.
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Исходные данные для курсового проектирования
Строительная глубина канала
Ширина дамб по верху
Ширина кавальеров минерального грунта по верху
Ширина кавальеров растительного грунта по верху
в) наружных у дамб и внутренних у кавальеров минерального грунта
г) внешних у кавальеров минерального грунта
д) кавальеров растительного грунта
Толщина растительного грунта
Естественная влажность грунта
1.1 Природные условия района строительства
1.1.1 Метеорологические условия
Климат Челябинской области
Челябинская область расположена почти в центре громадного материка Евразии, к востоку от Уральского хребта, на большом удалении от морей и океанов, прежде всего от Атлантики.
По общим характеристикам климат Челябинской области относится к умеренному континентальному. Температура воздуха зависит как от влияния поступающих на территорию области воздушных масс, так и от количества получаемой солнечной энергии. 2066 часов солнце светит на территории области, это на 481 час больше, чем над Москвой.
Количество и распределение осадков в течение всего года определяется главным образом прохождением циклонов над территорией области. Больше осадков выпадает в пределах горной части области (Златоуст — 704 мм), меньше — в лесостепном Зауралье (Челябинск — 439 мм), а еще меньше в степной зоне на юге области (Бреды — 351мм). Но бывают и исключения: 18 августа 1998 г. в Челябинске (Коркино) за 1 час выпало 45 мм осадков, а метеостанция Карталы 18 июля 1998 г. за 3 часа зафиксировала количество осадков 61 мм.
Ветровой режим на территории области зависит от особенности размещения основных центров действия атмосферы и изменяется под влиянием орографии. В январе- мае, в основном, преобладают ветры южного и юго-западного направления со средней скоростью 3-4 м/с. При метелях максимальная скорость увеличивается до 16-28 м/с. В июне- августе ветер дует с запада и северо-запада, средняя скорость не увеличивается, но при грозах наблюдается кратковременное шквалистое усиление ветра до 16-25 м/с, в Троицке и Златоусте (16.06.1978 и 17.04.1980 гг.) была отмечена максимальная скорость ветра — 40 м/с. В сентябре-декабре ветер поворачивает на южный и юго-западный, средняя скорость ветра составляет 3 м/с, максимальная- 18-28 м/с.
Среднемесячное значение атмосферного давления в течение года колеблется от 737 до 745 мм рт. ст. Самое низкое давление, зарегистрированное на территории области, составило 651 мм рт. ст. (январь 1981 г.), а самое высокое — 773 мм рт. ст. (ноябрь 1987 г.)
Сложный рельеф, большая протяженность с севера на юг позволяют в области выделить 3 зоны, различающиеся как по рельефу, так и по климатическим хараактеристикам: горно-лесная, лесостепная и степная.
Климат горно-лесной зоны прохладный и влажный. Температурный режим меняется в зависимости от рельефа. Этой зоне характерно короткое прохладное лето и продолжительная снежная зима. Постоянный снежный покров образуется в период с 25 октября по 5 ноября и залегает он до конца апреля, а в отдельные годы снежный покров сохраняется до 10-15 мая. Высота снежного покрова достигает 60-90 см.
В течение 40-60 дней наблюдаются метели, общая их продолжительность составляет 300-465 часов. Самым холодным месяцем является январь. При средней температуре минус 15-16°С в суровые зимы абсолютный минимум может достигать отметки минус 44-48°С. В то же время в январе 1949 и 2002 гг. средняя температура равнялась минус 8-9°С.
Абсолютный минимум температуры воздуха был зафиксирован 1 января 1979 г. в г. Нязепетровске — минус 52,1°С. Самый теплый месяц — июль со средней температурой воздуха плюс 15-17°С. В 1926 и 1973 гг. столбик термометра не поднимался выше плюс 12-13°С, а в 1931 и 1989 гг средняя температура равнялась плююсь 20-21°С. Абсолютный максимум температуры воздуха за лето в этом районе достигал плюс 37-38°С.
В течение года здесь выпадает 580-680 мм осадков. В сухие годы сумма осадков не превышала 310-400 мм (1883, 1934, 1975 гг). Во влажные годы количество осадков возрастает до 890-940 мм (1943, 1990 гг). Самым дождливым месяцем является июль, а самым сухим — февраль. Самый сильный ливневый дождь прошел в г.Нязепетровске — за сутки выпало137 мм осадков (17 августа 1963 г.).
Климат лесостепной зоны теплый, с достаточно холодной и снежной зимой. Постоянный снежный покров образуется 15-18 ноября и сохраняется 145-150 дней. Высота снежного покрова составляет 30-40 см, но в малоснежные зимы бывает на 10-15 см меньше. Метели наблюдаются в течение 30-35 дней, общей продолжительностью 220-270 часов. Глубина промерзания почвы колеблется от 90 до 130 см.
Средняя температура января равняется минус 15,5-17,5°С. В суровые зимы она может опускаться до минус 25-29°С (1969, 1972 гг.), а в отдельные годы средняя температура января равнялась минус 8-9°С (1949, 1971, 1983, 2002 гг). Абсолютный минимум температуры воздуха достигал минус 42-49°С. Средняя температура воздуха в июле равняется плюс 18-19°С.
Абсолютный максимум температуры отмечен 29 июля 1952 г: в Южноуральске — плюс 42,0°С. Годовое количество осадков равняется 410-450мм. Наибольшее количество осадков приходится на июль. Дождливым был июль 1915, 1957,1961 и 1994 гг. — выпало 180-215 мм. Сухим оказался июль 1914, 1958, 1989 и 1995 гг. — сумма осадков составила 7-12 мм.
Климат степной зоны очень теплый и засушливый. Зима здесь холодная, с сильными морозами, метелями, которые наблюдаются в течение 40-50 дней (350-450 часов), вызывая сильный перенос снега. Снежный покров устанавливается в середине ноября, а иногда — в середине декабря. К 15 апреля снег обычно сходит.
В течение зимы высота снежного покрова увеличивается медленно, Только в январе она достигает высоты 20-25 см, наибольшая высота снега не превышает 35 см. Средняя температура января минус 17-18°С. В 1969 г. январская температура равнялась минус 26-28°С. Январь 1948, 1971, 1983 и 2002 гг был очень теплым, среднемесячная температура составила минус 8-10°С.
В суровые зимы минимальная температура воздуха опускается до минус 44-46°С. Глубина промерзания почвы составляет 110-150 см. В малоснежные и суровые зимы почва промерзает до 170-260 см. Осадков за год выпадает 350-400 мм, 75% — в теплый период года. Сухим был июль 1975 и 1995 гг., когда осадков выпало всего 1-10мм.
А в июле 1941, 1966 и 1999 гг. сумма осадков достигала 180-205 мм.
СИЛЬНОЕ ГОЛОЛЕДНО-ИЗМОРОЗЕВОЕ ОТЛОЖЕНИЕ на проводах. Диаметр отложения на проводах гололедного станка 20 мм и более для гололеда, 35 мм и более — для сложного отложения или мокрого снега, 50 мм и более — для зернистой и кристаллической изморози.
1986 г. — 5-7 мая в Кунашаке и Миассе был отмечен гололед на протяжении 54-57 часов. Диаметр отложения составил 20 мм. В Кунашакском откормочном совхозе вышел из строя трансформатор, в течение суток не было электричества. На 4 часа было прервано движение электропоездов на маршруте Челябинск-Нижняя.
В Миассе был обрыв телефонных и электрических проводов. На 50% площади плодовых культур обломаны ветки.
ОЧЕНЬ СИЛЬНЫЙ ДОЖДЬ — количество осадков 30 мм в горных районах и 50 мм на остальной территории за 12 часов и менее.
1994 г. — В Измайловском за 12 часов выпало 67 мм осадков.
1997 г. — В Бакале и Вязовой выпало 44-35 мм за 12 часов.
2005 г. — метеопост Карабаш за 12 часов зарегистрировал 50 мм осадков.
26 мая 2008 г. — В Миассе прошел очень сильный дождь с количеством выпавших осадков 31 мм за 8 часов 20 минут, в результате произошло подтопление подвалов жилых домов, трех подстанций, отключение эл/энергии на 2-3 часа.
1.1.2 Рельеф.
Урал — древняя горная страна. Ее рельеф на протяжении длительной геологической истории то разрушался до состояния холмистой равнины, то вновь поднимался, приобретая горный характер. Сейчас Урал относится к рангу низкогорных хребтов, так как его максимальные высоты не достигают и 2000 м.
Наивысшая точка Челябинской области — гора Б. Шолом (хр. Зигальга) имеет высоту лишь 1425 м.
Общий характер рельефа Уральских гор метко и поэтично описан известным исследователем Урала Г.Е. Шуровским: «Уральский хребет за исключением южной своей части вообще не поражает путешественника. Здесь нет дымящихся вулканов, ничего исполински громадного, альпийского или кавказского. Перед вами простирается не бурный, клокочущий океан, то вздымающийся до облаков, то спадающий в бездны, но безграничное море, однообразно возвышающее валы свои и только изредка, как бы девятою волною, выдвигающееся величественными сопками»
Урал — ассиметричное горное поднятие. На геоморфологическом профиле его хорошо видно, что западный склон повышается постепенно, а восточный резко обрывается в сторону Зауральской равнины. Если ширина западного склона Урала от Аши до водораздельного хребта Урал-Тау 175 км, то восточного лишь 17 км, то есть почти в 10 раз уже.
Восточнее меридиана г. Челябинска рельеф приобретает характерные черты Западно-Сибирской низменности. Следовательно, в физико-географическом отношении Челябинская область располагается в двух совершенно различных странах: горной Уральской и низменной Западно-Сибирской.
Характер горной области в южной и северной части неодинаков. К северу рельеф горной области постепенно снижается и из горного превращается в увалисто-холмистый. Резкое снижение высот намечается к северу от Нижнего Уфалея. Здесь проходит условная граница между Средним и Южным Уралом.
1.1.3 Геологические условия (разновидность грунтов, места их распространения)
Геологическая история Челябинской области, как и других мест, прослеживается на основе изучения слагающих пород. Здесь представлены породы почти всех геологических возрастов. Наиболее древними из них являются докембрийские, то есть породы архея (более 2 млрд. лет) и протерозоя.
Протерозой в Челябинской области представлен различными магматическими, вулканическими, осадочными и метаморфическими породами. Из осадочных пород большое распространение имеют известняки, залегающие, например, в бассейне р. Миньяр и в других местах. Сюда же относятся доломиты, магнезиты и сидериты, испытавшие впоследствии изменение.
Они залегают, например, в Бакало-Саткинском районе. Такого же возраста пестроцветные мергели Катав-Ивановска и другие осадочные породы. Из магматических пород можно отметить граниты Бердяушского массива, возраст которых радиоактивным методом определен более полутора миллиардов лет.
К вулканическим породам протерозоя относятся, например, лавовые породы, туфы и туффиты Брединского района. Метаморфические породы протерозоя представлены гнейсами, залегающими в долине р. Синташты, выше поселка Андреевского и в других местах; мраморами в 5—6 километрах к югу от поселка Наследницкого, где на основе пуровых данных, выявлены линзы мраморов мощностью до 150 м. Характер пород, нарушенное залегание их, а также сильный метаморфизм, свидетельствуют о том, что в протерозое были горообразовательные процессы, магматические и вулканические тления, наступление и отступление морей. Общая мощность протерозойских отложений Южного Урала 7000—9000 метров. Многие вышеперечисленные и. другие породы протерозоя являются важными полезными ископаемыми.
Остальные данные приведены на продольном профиле канала (рис.1).
1.2 Характеристика производственных и хозяйственных условий района строительства
Строительство магистрального канала ведется в области в пяти километрах в районе населённого пункта Краснооктябрьский Челябинской области.
Ближайшее ПМК от места строительства находится в 40 км.
В процессе строительства сеть возможность использования имеющихся у них строительных машин и механизмов.
Дорога в районе строительства — грунтовая.
В полукилометре от строящегося канала находятся линии электропередач.
В ближайшем населенном пункте есть телеграф и телефон.
2. ВЫБОР ТИПОВЫХ СЕЧЕНИЙ КАНАЛА
2.1 Разбивка канала на характерные участки
По условиям прохождения каналы могут быть полностью в выемке, в полувыемке, в полунасыпи, полностью в насыпи с подсыпным дном — подушкой или без подсыпки, когда отметки дна канала совпадают с отметкой поверхности земли (частный случай).
Границей между двумя характерными соседними участками будет поперечное сечение, удовлетворяющее одному из следующих условий:
а) средняя глубина выемки равна проектной глубине канала;
б) площадь сечения выемки канала равна площади сечения двух дамб с учетом снятия растительного слоя и уплотнения грунта в дамбах, т.е. резервы и кавальеры отсутствуют;
в) средняя глубина выемки с учетом снятия растительного слоя равна нулю или средняя высота дамбы равна проектной глубине канала;
г) резко меняются проектные размеры поперечного сечения канала, например, ширина по дну.
Для того, чтобы определить границы между участками канала в полувыемке и в полунасыпи, находят глубину Нв, при которой площадь поперечного сечения выемки будет равна площади поперечного сечения двух дамб:
С учетом толщины снимаемого растительного слоя профильная площадь (м 2 ) поперечного сечения выемки будет:
где Нв — глубина выемки канала, м.
С учетом уплотнения грунта до заданной плотности и потерь грунта при транспортировке площадь поперечного сечения одной дамбы (м — ) определяется по формуле:
где Нд — высота дамб канала, м; гд — требуемая плотность грунтов в дамбах, т/м 3 (гд =1,65/); ге — плотность грунта в естественном состоянии, т/м 3 (ге =1,58); Кп — коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировке (Кп = 1,01 . 1,05).
Обозначим полную строительную глубину канала через (Н), тогда высота дамб (м) может быть выражена следующим образом:
Подставляя значения величин Sд (2) и (3) в исходное уравнение (1) с использованием (4) и решая его относительно Нв, находим искомую глубину выемки канала, а затем и высоту дамб канала.
3,53 — 15,66 + 46,05= 0
D = b 2 — a*c = -15,66 2 — 3,53 *46,05= 82,72
HВ 1 = (-b+ vD) = (15,66+ v 82,72) = 7 a 3,53
HВ 2 = (-b- vD) = (15,66-i*v 82, 72) =1,86 a 3,53
При глубине выемки более найденного значения Нв избытки грунта следует укладывать в кавальеры, примыкающие к дамбам, или транспортировать его на соседние участки канала, проходящие в полу насыпи или в насыпи. При меньшей глубине выемки потребуется закладка резервов, если нет возможности привозить грунт с участков канала, проходящих в полувыемке и в выемке.
Определив границы участков канала, отметки их:
I участок — канал в насыпи
II участок — канал в полунасыпи
III участок — канал в глубокой выемке
IV участок — канал в выемке
2.2 Выбор типовых сечений
После разбивки канала на характерные участки необходимо для каждого участка выбрать типовое сечение. Это нужно для того, чтобы правильно подобрать комплект машин для производства работ. Типовое сечение представляет собой среднее по размерам поперечное сечение данного участка канала. Размеры типового сечения можно определить по глубине выемки или высоте насыпи, или по площади поперечного сечения. Если по рельефным условиям участок канала простой, без резких колебаний глубины выемки или высоты насыпи, то типовое сечение можно определить по средней глубине выемки (высоте насыпи), найденной как среднее арифметическое из глубин канала на данном участке:
где Н1, Н2, . , Нn — глубины канала (высоты насыпи) в точках перелома рельефа местности по оси продольного профиля, м; n — количество точек перелома рельефа местности.
Если канал проходит в сложных рельефных условиях, то среднюю глубину выемки (высоту насыпи) следует определять как средневзвешенное значение из глубин канала на данном участке:
где ll,l2. lm — расстояние между точками перелома рельефа местности, м.
Источник: knowledge.allbest.ru
Строительство каналов в насыпи
Раздельным способом строят каналы с шириной по дну более 1,2 м в следующем порядке:
— отсыпают подушку до отметки дна канала;
— раздельно возводят каждую боковую дамбу.
Построенные так каналы называются каналами с подсыпным дном. Подсыпное дно, дамбы и подушку отсыпают послойно с разравниванием, уплотнением и доувлажнением (если требуется) каждого слоя. Крупные каналы в насыпи возводят по технологии, применяемой при строительстве насыпных земляных плотин.
Работы по строительству крупных каналов в насыпи одновременно ведутся на трех объектах: в карьере; на участке карьер — место укладки грунта и на месте укладки грунта. По каждому из этих объектов имеется свой состав строительных операций.
В качестве резервов можно использовать участки этого же канала в выемке или для них отводятся специальные участки.
При дальности возки грунта до 600 м экономически выгоднее использовать скреперы. Другими вариантами могут быть экскаваторы прямая лопата в комплекте с автосамосвалами или тракторными тележками, грейдер-элеваторы с автосамосвалами, экскаваторы прямая лопата со звеньевыми ленточными транспортерами.
При дальности перемещения грунта до 50-60 м с участков канала в выемках на участки канала в насыпи экономичнее применять бульдозеры.
Машины дли разработки грунта в резервах и средства транспорта его в насыпь выбирают окончательно путем сравнения технико-экономических показателей каждого варианта. Лучшим обычно является тот, при котором стоимость разработки и транспорта 1 м 3 грунта наименьшая, а выработка на один человеко-день наибольшая.
Способ возведения насыпей определяется условиями строительства и типом применяемых землеройных машин.
Грунт для отсыпки насыпи на обводненных участках и в болотах разрабатывают в близлежащих карьерах, находящихся на возвышенных местах. Грунт в таких карьерах, как правило, более минерализован и поэтому более пригоден для устройства устойчивой насыпи.
Разработку грунта в карьерах производят скреперами либо одноковшовыми или роторными экскаваторами с одновременной погрузкой в автосамосвалы.
На сплавинных болотах при отсыпке насыпи плавающую корку (сплавину) небольшой мощности (не более 1 м) не удаляют, а погружают на дно. При этом если толщина корки менее 0,5 м, отсыпка насыпи непосредственно на сплавину осуществляется без устройства продольных прорезей в сплавине.
При толщине сплавины более 0,5 м в сплавине могут устраиваться продольные прорези, расстояние между которыми должно быть равно основанию будущей земляной насыпи понизу.
Образование прорезей следует выполнять взрывным методом. Мощные сплавины перед началом отсыпки разрушают взрывами мелких зарядов, закладываемых в шахматном порядке на полосе, равной ширине земляной полосы понизу.
Насыпи через болота с низкой несущей способностью сооружают из привозного грунта с предварительным выторфовыванием в основании. На болотах с несущей способностью 0,025 МПа (0,25 кГс/см 2 ) и более отсыпать насыпи можно и без выторфовывания непосредственно по поверхности или по хворостяной выстилке. На болотах III типа насыпи отсыпаются преимущественно на минеральное дно за счет выдавливания торфяной массы массой грунта.
Сооружать насыпи с выторфовыванием рекомендуется на болотах с мощностью торфяного покрова не более 2 м. Выторфовывание можно выполнять экскаваторами, оборудованными драглайном, или взрывным способом. Целесообразность выторфовывания определяется проектом.
На болотах и других обводненных территориях, имеющих сток воды поперек устраиваемой насыпи, отсыпка выполняется из хорошо дренирующих крупнозернистых и гравелистых песков, гравия или устраиваются специально водопропускные сооружения.
Отсыпку насыпи рекомендуется осуществлять в определенной последовательности:
· первый слой (высотой на 25 — 30 см выше болота), доставленный автосамосвалами, отсыпается пионерным способом надвижки. Грунт разгружается у края болота, а далее надвигается в сторону устраиваемой насыпи бульдозером. В зависимости от протяженности болота и условий подъезда насыпь возводится с одного или обоих берегов болота;
· второй слой (до проектной отметки низа трубы) отсыпается послойно с уплотнением сразу по всей длине перехода;
· третий слой (до проектной отметки насыпи) отсыпается после укладки трубопровода.
Разравнивание грунта по насыпи осуществляется бульдозером, засыпка уложенного трубопровода — одноковшовыми экскаваторами.
Насыпи в процессе возведения отсыпают с учетом последующей осадки грунта; величина осадки устанавливается проектом в зависимости от вида грунта.
Отсыпку насыпей при предварительном удалении торфа в основании выполняют пионерным способом с «головы», а без выторфовывания как с головной части, так и с лежневой дороги, расположенной вдоль оси трубопровода.
При строительстве каналов в насыпи, полунасыпи и полувыемке растительный грунт срезают бульдозерами или скреперами. Резервы разрабатывают также бульдозерами или скреперами, а при значительном расстоянии между резервом и насыпью канала — экскаваторами с погрузкой в автосамосвалы. Обратную засыпку выработанных резервов растительным грунтом с разравниванием его выполняют бульдозерами. Размеры резервов выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить наилучшие условия работы машин (наименьшую продолжительность цикла).
Источник: mydocx.ru
КАНАЛ
КАНАЛ, искусственное русло, используемое в качестве судоходного пути или для перемещения воды. Среди водоводных каналов различают водопроводные и оросительные (по которым вода поставляется в те местности, где ее мало); осушительные (по которым вода отводится из тех мест, где ее слишком много); энергетические (благодаря которым обеспечивается работа гидроэлектростанций). Хотя в данной статье рассматриваются только судоходные каналы, следует отметить, что некоторые из них служат и для перемещения водных масс. Судоходные каналы бывают глубоководными (по которым могут проходить крупные морские суда) и мелководными (предназначенными для движения речных и каботажных судов).
Глубоководные каналы.
Такие каналы бывают двух типов: первые представляют собой кратчайший путь для кораблей между двумя океанами или иными водными бассейнами, вторые позволяют океанским судам подходить к портам, расположенным вдали от морских побережий. Примерами каналов второго типа являются Хьюстонский (соединяет нефтяной порт Хьюстона в шт. Техас с Мексиканским заливом), Манчестерский (у Манчестера, Великобритания) и Североморский (между Северным морем и Амстердамом, Нидерланды).
К важнейшим глубоководным каналам относятся Панамский (между Атлантическим и Тихим океанами), Суэцкий (между Средиземным и Красным морями) и Кильский (между Балтийским и Северным морями). Если бы не было этих каналов, то грузы приходилось бы перевозить кружным морским путем либо с перевалкой на наземный транспорт, что требует больших затрат времени, труда и средств.
Некоторые судоходные каналы строились не только в целях развития торговых путей, но и для быстрой переброски из одного бассейна в другой военных кораблей, вследствие чего эти каналы приобрели стратегическое значение.
Большинство глубоководных каналов строилось в 19 и начале 20 в., и лишь редкие из них способны пропускать самые крупные современные суда. Шлюзы каналов узки или коротки для таких судов, или при полной загрузке судов большого водоизмещения, сами каналы недостаточно глубоки.
Суэцкий канал длиной 161 км был открыт для судоходства в 1869, Кильский (98,7 км) – в 1895, Панамский (81,6 км) – в 1914, Беломорско-Балтийский (227 км) – в 1933.
Мелководные каналы.
Большинство судоходных каналов мира составляют каналы, по которым могут проходить лишь суда с малой осадкой. Мелководными каналами обычно соединяются реки и озера, а их сеть образует систему водных путей внутри региона. Особенно важна транспортировка по этим путям для стран Европы – России, Польши, Германии, Франции, Нидерландов и Бельгии.
Обводные каналы и реки, превращенные в каналы.
Некоторые каналы прокладывали параллельно рекам и озерам. Каналы такого типа называются обходными или обводными. Например, в Нидерландах существует Юлиана-канал, проложенный вдоль русла реки Маас между городами Маастрихт и Маасбрахт, в России – Старо- и Новоладожский каналы вдоль южного берега Ладожского озера.
Обводные каналы обычно строились в обход несудоходных участков рек. Однако возможности современной техники позволяют так управлять режимом рек, что они становятся подобны каналам. На реках возводятся плотины с многокамерными судоходными шлюзами, что превращает эти реки в судоходные каналы. В США именно так преобразованы река Огайо и верховье реки Миссисипи, в России – среднее и нижнее течение р. Москвы, которая стала частью водного пути до Оки и Волги.
Шлюзы.
Наиболее интересным по принципам работы и эксплуатационным особенностям гидротехническим узлом судоходного канала является шлюз – водонепроницаемая камера, в которой судно поднимается или опускается до тех пор, пока уровень воды в шлюзе не сравняется с уровнем того участка канала, куда направляется судно. Канал может состоять из нескольких участков с различными уровнями воды в них, и на каждом перепаде устраивают один или несколько шлюзов. Лишь немногие экономически важные каналы соединяют реки или иные водоемы с одинаковым уровнем воды в них, и рельеф их местности таков, что уровень воды на всем протяжении этих каналов одинаков, поэтому там не нужны шлюзы. Таковы Суэцкий и Кильский каналы.
Уровень воды в шлюзе изменяют, прогоняя ее насосами по водопроводным галереям в днище или стенках шлюза, либо она поступает через них самотеком. Когда судно направляется из верхнего бьефа в нижний, вода в шлюзе поднимается до уровня в верхнем бьефе, чтобы судно могло войти в шлюз.
В каждом торце шлюзовой камеры расположен водонепроницаемый гидротехнический затвор, обычно представляющий собой ворота из двух створок, которые, поворачиваясь, смыкаются под тупым углом, смотрящим в сторону верхнего бьефа. Верхние ворота открываются, судно входит в шлюз, и ворота за ним плотно закрываются, опять образуя водонепроницаемый затвор. Затем вода из шлюза отводится до уровня в нижнем бьефе, после чего нижние ворота открываются и судно выходит из шлюза. Когда судно движется вверх, все происходит в обратном порядке. Обычно вода для повышения уровня в шлюзе поступает через водопроводные галереи из верхнего бьефа, а для понижения уровня в шлюзе – сливается через аналогичные галереи в нижний бьеф.
Когда были изобретены шлюзы – точно не известно, но, вероятно, это произошло в 14 или 15 в. В 1481 два монаха-доминиканца из Витербо (Италия) предложили схему шлюзовой камеры с затворами, а Леонардо да Винчи (1452–1519) спроектировал 6 шлюзов, создав систему каналов Милана. До этого (и долгое время после этого) на многих каналах суда поднимались или опускались по наклонной плоскости на канатах; однако таким способом можно было перетаскивать лишь небольшие суда. Историческая роль шлюзов обусловлена именно тем, что с их помощью можно проводить крупные суда по каналам с перепадом уровня воды.
Шлюзы – необходимые сооружения в современных каналах, но они доставляют много хлопот обслуживающему персоналу и раздражают тех, кто вынужден проходить через них. Они не только удорожают строительство и эксплуатацию, но и замедляют движение судов. На большинстве судоходных каналов (даже мелководных) обычно шлюзуют по одному судну.
Поэтому перед шлюзом, как правило, выстраивается длинная очередь судов, хотя на некоторых каналах шлюзы расположены цугом и этим сокращается время ожидания прохода через них. Откосы и ложе каналов обычно укрепляют для предотвращения разрушения и уплотняют во избежание фильтрации воды. См. также ПЛОТИНА; ГИДРОТЕХНИКА РЕЧНАЯ; СУЭЦКИЙ КАНАЛ; ВЕЛИКИЙ КАНАЛ; ВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ.
Железняков Г.В. Пропускная способность русел каналов и рек. Л., 1981
Мирошниченко В.Г. Эксплуатация морских каналов. М., 1982
Рекомендации по гидравлическому расчету крупных каналов. М., 1988
Источник: www.krugosvet.ru
Гигантские проекты древности — античные каналы
Впервые о каналах, построенных древними еще во времена античности или даже ранее, я всерьёз задумался во время отдыха в Греции близ городка Неа Потидеа, увидев канал, который на картах обозначался не иначе как «исторический».
Разумеется, я не мог не попытаться выяснить, что ж это за канал такой, кто и когда его строил, и почему он носит название «исторического».
Городок Неа Потидеа расположен на первом мысе п-ова Халкидики — Кассандра, на расстоянии 64 км от г. Салоники. Место это с богатой историей, как античного периода, так и византийского.
Неа Потидеа также известна своим историческим каналом, который разделяет п-ов Халкидики и мыс Кассандра, а также соединяет два залива — Термический и Торонический.
История античного города начинается с VI века до н.э., когда область являлась колонией Коринфа, хотя исторические следы опускаются еще глубже и приводят нас к городу Палини, который находился на этом же месте.
Свое название город получил благодаря древнему поселению «Потидеа», которое основали выходцы из Коринфа в VII веке до н. э.
В древние времена положение городка, благодаря каналу, считалось стратегическим.
Протяженность канала составляет 1250 м, ширина — 40 м . Средняя глубина канала 4,5 м, разброс глубин — 3,5 — 5,5 м.
Со временем строительства канала не все и не совсем ясно. Страбон упоминает Потидейский канал в «Географии», что означает, что канал, безусловно, существовал в его время — до 1-го века н.э.:
Имя полуострова — Паллена; на нем находится перешеек в 5 стадий ширины, через который прорыт канал.
На перешейке расположен основанный коринфянами город Потидея, впоследствии названный Кассандрией по имени того самого царя Кассандра, который восстановил его после разрушения.
Морской путь вокруг этого полуострова 570 стадий. Здесь, как говорят, еще раньше жили гиганты, и страна эта называлась Флегрой
С другой стороны , Фукидид , описывая в 5-м веке до нашей эры Пелопоннесские войны и роль в них Потидеи, не упоминает Потидейский канал . Ряд источников полагает, что канал был построен в 4-м веке до нашей эры.
В любом случае — данный проект был реализован не менее 2000 лет назад, и до сих пор неплохо сохранился, хотя надо учесть и то, что он подвергался реставрации в XIX веке.
Канал I века н.э., Неа Потидеа, п-в Халкидики, Греция
В «этих интернетах» бродит множество мнений, что древние, с их примитивными технологиями, никак не могли построить столь циклопические сооружения, на строительство которых и теперь требуются годы и огромные ресурсы, голыми руками и без помощи инопланетян.
Я всегда скептически относился к кабинетным представлениям многих наших современников о методах и средствах древних строителей — а потому не мог оставить без внимания такую интересную тему, как древние каналы.
КАНАЛ (лат. canalis — труба, желоб) — искусственное русло, предназначенное для движения воды самотеком.
В Древнем Египте строились каналы и целые оросительные системы для обеспечения водой земельных участков. В северных районах Италии с помощью каналов осушали заболоченные участки и делали их пригодными для земледелия. Для торговли и межгосударственных отношений большое значение стали иметь судоходные каналы, строительство которых проводилось по приказу фараонов, царей и императоров.
Поскольку наиболее масштабными подобными проектами были именно судоходные каналы. то о них я вам сегодня и расскажу.
Римские каналы
Римляне строили ценные внутренние каналы: еще в 109г. до н. э. — в консульство Марка Эмилия Скавра был проведен канал от реки По к Падуе, а немного позже, в консульство Мария — канал (Fossa Mariana) в обход дельты реки Рона.
При императоре Траяне был прорыт пятикилометровый канал между Римом и Тирренским морем.
Императором Августом был сооружен канал в устье реки По у Равенны, названный Ров Августа (fossa Augusta).
Во времена Нерона было начато строительство Истмийского канала для соединения Коринфа с морем. (Совр. Коринфский канал имеет длину 6,3 км. при ширине 25 м и глубине 8,8 м. )
Современный Коринфский канал. При Нероне удалось прорыть менее 1/5.
Фото из Интернета
Склонность Нерона к авантюрным и дающим волю воображению проектам была видна лучше всего на примере плана создать канал через Коринфский перешеек – плана, который был безуспешно начат в правление трех предшествующих ему императоров и продолжен не столь давно императором Калигулой. Если бы построить такой канал, корабли могли бы больше не огибать мыс Матапан (Matapan), где часто случались штормы, каждый год уносившие печальную дань человеческих жизней и имущества.
Веспасиан, теперь занимающий пост главнокомандующего войсками в Иудее, послал на помощь шесть тысяч еврейских пленников, и по случаю официальной церемонии начала работ была устроена музыкальная программа. Но приверженцы традиций заявили, что предзнаменования были дурные, поскольку весь план является оскорблением воли Божьей. Поэтому Нерон самолично схватил золотую лопату и принялся кидать землю, а затем его примеру последовали другие. Говорили, что, когда канал будет готов, он собирался переименовать Пелопоннес в Неронопоннес – остров Нерона.
Но мудрец Аполлоний из Тианы пессимистично заявляет, что императору не суждено было переплыть Истм, и он оказался прав. Только одна пятая канала была вырыта, начиная от порта Лехея на западном конце, а затем преемники Нерона отказались от этой затеи. Истмийский канал не был открыт до 1893 года. (Проект же Нерона для еще одного гораздо более длинного канала в самой Италии, простирающегося от Неаполиса и Путеол до Остии, остался таким же неосуществленным, хотя ради этого были разрушены знаменитые Цекубские виноградники.)
В Британии римляне также соорудили ряд технически совершенных каналов.
Канал Ксеркса
Сооружались каналы и в военно-стратегических целях.
Во время греко-персидской войны персидский царь Ксеркс в 480 г. до н. э. приказал прорыть Афонский канал, который позволил усилить сухопутные войска флотом и овладеть Афоном. Вскоре после сооружения Афонский канал пришел в негодность, т. к. практически не использовался.
Геродот в книге ‘Греко-персидские войны’ так описывает причины строительства и сам процесс постройки Афонского канала (Афон — один из трех длинных мысов полуострова Хпалкидики, как и уже упоминавшаяся в самом начале Кассандра) :
Персы хорошо помнили, как флот Дария, огибая Афон, понес большие потери. Чтобы ничего подобного не повторилось, по приказу Ксеркса три года подряд под
ударами бичей разноплеменные воины должны были прокапывать канал через Афонский перешеек. Персы заставляли копать и самих жителей Афона.
Мужчина с кнутом в воде
Афон — большая гора, спускающаяся к морю. Там, где гора переходит в материк, она образует перешеек шириной около 12 стадий — равнину с небольшими холмами,
простирающуюся от моря Аканфского до моря, что напротив Тороны. На этом перешейке находится эллинский город Сана, за ним на самом Афоне лежат города,
которые персидский царь захотел превратить из материковых в островные: Дион, Олофикс, Акрофоон, Фисс и Клеоны.
Работы по сооружению канала проводились следующим образом: сначала все землекопы работали вместе; когда же ров стал уже достаточно глубоким, рабочие,
которые находились на дне его, продолжали копать, перебрасывая выкопанную землю стоящим на ступенях, а те в свою очередь еще выше, и так, пока земля не
попадала к стоявшим на самом верху; эти относили ее в сторону. Канал был разделен на участки, где трудились рабочие одной народности. Всем, кроме
финикийцев, осыпающиеся крутые стенки канала доставляли немало трудностей, потому что верхнюю и нижнюю части канала они делали равными. Финикийцы показали
себя сметливее других: верхний край канала они выкопали вдвое шире нижнего, а по мере углубления сужали ров, когда же достигли дна, то ширина его оказалась
такой же, как и у остальных.
Так по желанию царя был построен канал, по которому одновременно могли плыть две триеры на веслах.
Канал Ксеркса
Канал Корбулона
Римский полководец Корбулон во время одного из походов по северной Европе отдал своим воинам приказ соединить 37-километровым каналом реки Рейн и Маас.
Гней Домиций Корбулон
Гипсовая копия бюста из Капитолийского музея
Канал ( fossa Corbulonis ) был прорыт в 47 году н.э. солдатами Гнея Домиция Корбулона для предотвращения удаления судов от морского берега. Для регулирования уровня воды были возведены дамбы со сливами, в некоторых местах берега́ были укреплены древесиной. После постройки канала стало проще возводить форты на границах Римской империи по берегам Рейна .
Дендрохронологический анализ , проведенный в 2006 году, показал, что канал был укреплён Адрианом, посетившим этот регион в 120 году. Рядом с каналом в то же время был построен город Форум Адриана.
Канал открыт в 1989 году обнаружением глиняной кладки и обработанного дерева в Лейдсендаме. В римское время канал был предположительно шириной 15 и глубиной 3 метра
Суэцкий канал
Но одним из самых, пожалуй. древних и одновременно крупнейших сооружений подобного типа, надо полагать, следует считать прообраз Суэцкого канала, построенный задолго до своего современного тёзки.
Для греческих и римских мореплавателей особое значение имел канал, который бы связывал Средиземное и Красное моря.
Античные историки, в частности Страбон и Плиний Старший, сообщают о том, что канал, соединяющий правый рукав Нила с Красным морем, пытались соорудить еще фиванские фараоны эпохи Среднего царства.
Первое достоверное историческое свидетельство соединения Средиземного и Красного морей каналом относится к временам правления фараона Нехо II (конец VII — начало VI в. до н.э.). Уже 40 лет спустя Навуходоносору пришлось бороться с песчаными заносами.
Нехо II
Расширение и усовершенствование канала производилось по распоряжению персидского царя Дария I ( Vi-V в.в. до н. э.) , завоевавшего Египет, а впоследствии — Птолемея Филадельфа (первая половина III в. до н.э.) , а вслед за ним – Траян (108 н . э.).
Дарий I
Однако в 767 г. система каналов, соединявшая Нил с Красным морем, была разрушена по приказу арабского халифа аль-Мансура.
С тех пор никаких работ по восстановлению этого древнего торгового пути не велось.
Длина канала составляла 180 км, ширина — 45 м, глубина — 5 м (современный Суэцкий канал имеет длину 161 км при ширине 120—150 м и глубине 12,5—13 м).
Канал позволил наиболее простым и ближним водным путем связать средиземноморские государства с Африкой, Месопотамией и Индией. В XIX в. на его месте был построен Суэцкий канал длиной 161 км.
Великий Китайский канал
Вода всегда играла огромную роль в жизни земледельческого Китая. При недостатке воды нельзя было обеспечить хороший урожай, поэтому с древних времен здесь развивалось искусственное орошение.
С другой стороны, разливы китайских рек опустошали целые цветущие области. Особенно часто разливалась Хуанхэ (Желтая река).
Эта беспокойная река постоянно «блуждала» по равнине протяженностью в 600 километров с севера на юг, отыскивая себе новые выходы к морю. За 4000 лет произошло семь крупных перемещений ее русла и около 1600 прорывов дамб и опустошающих наводнений. Поэтому уже очень давно возникла необходимость борьбы со
своевольной водной стихией. В начале I в. н.э. живший в Чанъани — тогдашней столице Китая — знаменитый инженер Чжан Жун разгадал причины наводнений в низовьях Желтой реки: он установил связь скорости течения с песчаными наносами. Чем быстрее течет вода, тем с большей силой поток размывает ложе реки, тем глубже оно становится, тем меньше опасность наводнений. Желтая река несет в себе огромное количество песка и ила. Люди, отводящие ее воды для орошения
полей, замедляют течение реки; создаются песчаные наносы, речное ложе постепенно поднимается, и вода выходит из берегов. Поэтому Чжан Жун предложил отвести часть воды из Желтой реки — т.е. выдвинул идею регулирования речных вод. Руководствуясь этим принципом, многие поколения гидротехников с успехом строили заградительные дамбы и использовали энергию самой воды для вымывания песчаных наносов.
Самые большие строительные работы на Желтой реке были предприняты в III в. Они продолжались тридцать лет. За это время было построено более 1500 километров прибрежных насыпей, защищавших близлежащие земли от разливов.
Наряду с задачей обуздания рек, остро стояла проблема безопасности судоходства.
Кроме того, великие реки Китая — Хуанхэ и Янцзы — текут с запада на восток, поэтому еще в давние времена возникла потребность проложить водный путь, который соединил бы север и юг страны. Так начато было строительство Великого Китайского канала.
Более 2400 лет назад его первый участок соединил реки Янцзы и Хуанхэ, а затем многие поколения строителей довели водный путь от Хуанхэ до Желтой реки.
Первый в мире контурный (использующий рельеф местности) судоходный канал был построен в Китае в III в. до н.э. Автором этого уникального гидротехнического сооружения был инженер Ши Лу, построивший его по приказу императора Цинь Шихуанди.
Строительство канала было вызвано необходимостью снабжения войск, переброшенных в 219 г. до н.э. на юг страны для покорения народа юэ. Как сообщает известный историк Сыма Цянь, «[Император] приказал военачальникам (Чжао) То и Ту Чжу возглавить войска, отправлявшиеся на боевых лодках в южные районы, чтобы завоевать край ста племен юэ. Он повелел своему надсмотрщику (Ши) Лу вырыть канал, чтобы на землю юэ можно было переправлять зерно».
С VI в. до н.э. велись работы по строительству Волшебного канала, соединившего север и юг Китая. Этот канал называли священным, его хранителем считался дракон.
Волшебный канал, длина которого немногим более 32 км, необычен тем, что соединяет две реки, текущие в противоположных направлениях. Это дало возможность осуществлять круглогодичное судоходство по внутренним водным путям общей протяженностью в две тысячи километров (от 40 до 22 параллели). Баржи, таким образом, доходили от широты Пекина, расположенного на севере страны, до Кантона (Гуанчжоу) и до моря на юге (туда, где сейчас находится Гонконг).
Волшебный канал стал связующим звеном в этой системе китайских рек. В 70 г. китайцы приступили к строительству Великого канала, который был завершен лишь в XIII в. и включил в себя ряд более ранних каналов. Трудность сооружения канала заключалась втом, что река Сян, берущая начало в горах Хайян, течет на север, а река Ли — на юг. В районе маленькой деревушки Синань расстояние между этими реками, текущими здесь среди известняковых холмов, не превышает 5 км.
Однако недостаточно было просто соединить их, требовалось иное. Канал можно было прорыть через седловину между холмами. Обе реки отличаются бурным течением, поэтому вдоль реки Сян пришлось соорудить для прохода судов обводной канал длиной 2,4 км с меньшим падением русла, чем у реки.
Для обеспечения навигации воды реки Ли были направлены в другой канал протяженностью 22 км. Укротив таким образом обе реки, строители смогли наконец соединить их каналом длиной 5 км. Поперек реки Сян насыпали дамбу, разделившую русло на два потока — большой и малый, и отвели в сторону его большую часть. За насыпью устроили водосливы. В районе Синани через канал, глубина которого составляла 1 м, а ширина 4,5 м, перекинули несколько мостов. Благодаря системе водосливов и
разделения потоков только треть воды реки Сян попадала в соединительный канал, и он не переполнялся.
В самом начале VII в. Великий канал был продолжен на юг до города Ханчжоу. В XIII в., когда Пекин стал столицей Китая, канал подвели к Пекину. Так Великий канал обрел свой нынешний вид.
Он берет свое начало на севере в районе Пекина, тянется на юг до Ханчжоу, пересекая реки Хуанхэ, Хуайхэ и Янцзы, и опоясывает весь Восточный Китай.
Считается, что протяженность канала составляет 1782 км (от Тунсяня до Ханчжоу), хотя по поводу этой цифры в разных источниках приводятся различные сведения. Глубина русла составляет 3—9 м, а ширина в отдельных местах — до 30 м. В средневековом Китае Великий канал имел огромное значение для хозяйственных и культурных связей между севером и югом страны. Поскольку он был проложен по горизонталям водораздела, падение русла было практически нулевым.
К IX в. на нем было построено 18 шлюзов, и в X—XI вв. число людей, необходимое для буксировки барж, сократилось. Канал продолжает действовать и в наши дни.
Источник: honzales.livejournal.com