Delist.ru

Оптимизация конструкции инженерной защиты берегов водных объектов (на примере прудов г.Москвы) (25.09.2008)

Автор: Слепнев Павел Алексеевич

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что:

Математическая модель, предложенная автором, рекомендована для прогноза развития эрозионно-склоновых процессов на берегах водоемов при проектировании инженерной защиты;

Изготовлен опытный образец защитного экрана, прошедший натурные испытания и готовый промышленному использованию.

Обоснованность и достоверность результатов, полученных в работе, подтверждается данными теоретических исследований и сопоставительным анализом результатов натурного эксперимента на объекте аналоге.

На защиту выносятся:

Методика зонирования берегов водных объектов.

Экспериментально обоснованная модель критического развития эрозионно-склоновых и эрозионно-русловых процессов, учитывающая зональность берегов водоемов;

Технологический регламент изготовления и монтажа конструкции инженерной

Результаты натурного моделирования, обосновывающие теоретические исследования и эффективность использования геокомпозиционных систем, изготовленных на основе геосинтетических материалов, как оптимальной конструкции противоэрозионной защиты берегов водных объектов.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Апробация работы. Основные результаты и положения работы докладывались и обсуждались на: Третьей международной (VIII традиционной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва 25-26 мая 2005 г.); научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва 2005г.); Тематической научно-практической конференции «Городской строительный комплекс и безопасность жизнеобеспечения граждан» (Москва 9-10 ноября 2005 года); Международной научно-технической конференции «Экология урбанизированных территорий» (Москва 15-16 июня 2006).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографии, изложена на 143 страницах машинописного текста, включая 32 рисунка, 23 таблицы, список литературы из 110 наименований, в том числе 17 на иностранном языке.

Работа выполнялась в Московском государственном строительном университеты на кафедре «Экология ГСХ» и НП и УЦ «Экогеос» МГСУ.

Автор глубоко благодарен профессору кафедры Экология ГСХ МГСУ д.т.н. Щербине Елене Витальевне, под руководством которой проводилась научно-исследовательская работа; заведующему кафедрой «Экология ГСХ» проф., д.т.н. Кононовичу Ю.В. и коллегам за постоянную помощь и поддержку в работе.

Введение содержит аргументы, подтверждающие актуальность темы диссертационной работы, обоснование постановки цели и задач исследования, научную новизну и практическую значимость диссертационной

В главе 1 изложены результаты аналитического обзора современного геоэкологического состояния берегов водных объектов г. Москвы и способов защиты берегов от развития опасных экзогенных процессов. Выполненные исследования показали, что водные объекты представляют собой комплекс природных водотоков, водоемов и инженерных объектов, которые совместно с прилегающими территориями составляют значительный экологический, градостроительный и рекреационный потенциал города.

Немаловажным фактором, оказывающим негативное воздействие на состояние водных объектов, являются экзогенные геологические процессы (ЭГП), развивающиеся на берегах и в русле водных объектов. Существенной формой проявления ЭГП связанных с действием поверхностных вод, вызывающей ухудшение экологического состояния городских водных объектов и экологической напряженности является проявление эрозионно-склоновых и эрозионно-русловых процессов. Проблеме изучения эрозионных процессов посвятили свои работы В. М. Лохтин, Н.И. Маккавеев, Р.С. Чалов, В.Н. Гончаров, В.М. Кутепов, В. С. Боровков, В.С. Круподеров, В.В. Волшанник

В работе показано что, для оптимизации проектного решения укрепления берегов водоемов следует учитывать, что по отношению к уровню воды в водных объектах береговые склоны делят на три зоны: надводная (незатопляемая), переменного уровня (затопляемая) и подводная, отличия которых проявляются в особенностях развития ЭГП, а также в нагрузках и воздействиях воспринимаемых инженерной защитой. Характерные эксплуатационные параметры зон приведены в табл. 1.

Эксплуатационные особенности различных зон берегов водных объектов

Зона Процессы и явления Нагрузки Воздействия

(незатопляемая) Эрозионно-склоновые

Плоскостная и овражная эрозия Гидравлическая, снеговая, ледовая Ультрафиолет, температура, антропогенная

(переменная) Эрозионно-склоновые эрозионно-русловые процессы

Переработка берега Гидравлическая, снеговая, ледовая, волновая Возможно химическая, биологическая

(затопляемая) Эрозионно-русловые процессы

Русловая эрозия Гидравлическая

Химическая, биологическая

В соответствие с этим разделением различают берегозащитные устройства: незатопляемые – для защиты от воздействия поверхностного стока; переменного уровня - для защиты от подтопления и размыва при проходе высоких вод; затопляемые – для защиты от подтопления и размыва при проходе меженных и среднемеженных вод.

В настоящее время для предотвращения размывов берегов и защиты от развития эрозионных процессов применяются различные конструкции (бетонная облицовка, свайно-заборчатая стенка из бревен лиственницы, каменная наброска, матрасы Рено и др.). Однако использование этих решений не всегда оказывается эффективным, т.к. они рассматриваются вне связи с водоемом. Нами предложено определять конструкцию инженерной защиты берегов водоемов, рассматривая с позиции устойчивости ПТС «ВОДОЕМ».

Природная составляющая ПТС «ВОДОЕМ» определяется самим водным объектом (пруд, река, озеро), который можно рассматривать как среду обитания живых организмов (природную систему, способную к самовосстановлению). Техногенная составляющая включает конструкцию инженерной защиты и технические системы, обеспечивающие устойчивое функционирование ПТС.

Обобщение положительных и отрицательных сторон приемов инженерной защиты, позволяет выделить необходимые требования к их конструкции.

Во-первых, необходимо исходить из того, что для долговременной эффективной защиты берегов от эрозионных процессов необходимо создать устойчивую саморазвивающуюся природно-техническую систему.

Во-вторых, конструкция инженерной защиты должна обладать значительной гибкостью, чтобы обеспечить плотный контакт с защищаемой поверхностью.

В-третьих, конструкция должна обеспечивать технологичность монтажа и быть ремонтопригодной.

Анализ конструкций инженерной защиты показал, что наиболее полно вышеизложенным требованиям отвечают геокомпозиционные системы на основе геосинтетических противоэрозионных матов (геоматов). В табл. 2 приведены данные сопоставительного анализа основных свойств геоматов, которые наиболее значимы при проектировании инженерной защиты.

Сравнение технических показателей различных противоэрозионных матов.

Тип 1 Тип 2 Тип 3 Тип 4

Сырье Полиамид Полипропилен Полипропилен Полипропилен

Метод скрепления элементов Термоскрепление Термо

скрепление Термо

Страницы: 1  2  3  4  5  6