FLOOD PROTECTION NETWORK OF RESIDENTIAL AREA

Full Text

Исследуемый жилой район «Волгарь» расположен в юго-западной части города Самары, в левобережной пойме устья реки Самары. Земельный участок района свободен от застройки. Ранее он использовался для производства сельхозпродукции. Находится в утвержденных границах г.о. Самара согласно городскому генеральному плану 2005 г. (рис. 1) и отнесён к категории земель поселения. Согласно проекту застройка территории выполняется жилыми секционными многоэтажными и малоэтажными домами, объектами общественного, бытового, социально-культурного и торгового назначения. Проживающее население ориентировочно составит 37 тыс. человек. На территории жилого района разместятся идущие друг за другом микрорайоны с системой общественных центров и сетью учреждений обслуживания, подстанции скорой медицинской помощи, пожарное депо и базы служб эксплуатации ЖКХ. Основные показатели развития территории жилого района «Волгарь» представлены в табл. 1. Территория будущего жилого района замкнута по контуру на западе и юго-западе взаимосвязанными элементами Саратовского водохранилища протокой Сухая Самарка и рекой Татьянка, а с севера на юг опоясывающим русловым трактом старицы Дубовый Ерик (рис. 2.) В административном отношении территория района (118,01 га) расположена в Куйбышевском районе в границах улиц Народной и Обувной на западе и юге, улицы Шоссейной на севере, железнодорожной магистрали «Самара…Москва» на востоке и в 1 км южнее границы территории городского очистного комплекса сооружений (ГОКС). На этом же участке в состав контура входит плотина, перекрывающая русло ерика с не действующим водопропускным устройством. При этом ерик, в свою очередь, является временным притоком реки Татьянка. Прилегающие территории района в основном заняты малоэтажной застройкой со стихийно сложившейся планировочной и инженерно-транспортной инфраструктурами и объектами первичного обслуживания населения. Ж/К «Волгарь» Защитный контур Рис. 1. Ситуационная схема жилого района «Волгарь» В геоморфологическом отношении территория площадки представляет собой пойменную часть с характерными элементами микрорельефа, древесной и кустарниковой растительностью, часть территории занята водными объектами (озёра, ерики, промоины, оросительные канавы), имеется значительная площадь низких отметок поверхности земли с подтопленными (заболоченными) участками. Грунтовые воды встречаются на глубинах (0.5…2.6) м. Рельеф участка спокойный. Существующие отметки земной поверхности находятся в пределах (30.00…33.50) м БСВ. Длина общей площадки застройки вытянута с севера на юг и составляет 2.5 км, ширина изменяется в пределах (170…750) м. Основные показатели развития территории жилого района «Волгарь» Таблица 1 Показатель Единица измерения Проектное положение Территория в границе проекта га 118,01 Жилые зоны: га 68 площадь застройки га 14,44 численность населения тыс. чел 37 плотность населения чел./га 435/313/160 объем нового жилищного строительства тыс. м2 общей площади квартир 937 в том числе: многоэтажное, дом на одну семью тыс. м2 общей площади квартир 88057,1 (283дома) Жилищная обеспеченность м2 общей площади квартир на человека 25,0 Дошкольные общеобразовательные учреждения мест 1665/43 Общеобразовательные школы мест 3404/92 Поликлиники посещений 1050/30 Магазины м2 торговой площади 3675/105 Общественные предприятия мест 280/8 Аптеки объект 12 Учреждения быт. обслуживания рабочих мест 72/2 Библиотека с читальным залом м2 площади пола 420/12//70/2 Спортзалы м2 площади пола 2090/58 Отделение связи объект 6 Отделение банка объект 6 Опорный пункт милиции объект 6 Улично-дорожная сеть км 13,6 Общественный транспорт км 7,0 Гаражи машино-место 6039 Автостоянки временного хранения машино-место 2500 Исследуемая территория со всех сторон защищена ограждающими дорожными дамбами с отметками по гребню в пределах (34,8…45,7) м БСВ. Техническим обследованием территории [4] установлено, что общая протяженность защитного ограждающего контура составляет 12,5 км, при этом протяженность участков контура с отметками ниже расчетной при максимальных уровнях УВ1%▼34.55 м БСВ (данные Самарского ЦГСМ-Р) составляет по ул. Народной 2,23 км (участок 1 1,91 км, участок 2 330 м) и по ул. Шоссейной – 600 м. Дамба между ул. Красный Кряжок и ГОКС требует реконструкции с устройством повышенного гребня и водопропускного сооружения. Проблемами защиты территории от затопления паводковыми водами1-5 занимается кафедра природоохранного и гидротехнического строитель1 Бальзанников М.И., Вавилова Т.Я. Охрана окружающей среды. Устойчивое развитие. Безопасность жизнедеятельности: Терминологический словарь / СГАСУ. Самара, 2005. 288 с. 2 Бальзанников М.И. 50 лет кафедре природоохранного и гидротехнического строительства Самарской государственной архитектурно-строительной академии // Гидротехническое строительство. 2003. № 2. С. 55-57. 3 Шабанов В.А., Ахмедова Е.А., Бальзанников М.И. Концепция развития береговой линии реки в пределах крупного города // Вестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. Вып. 7. Н.Новгород: Издво Нижегородского гос. арх.-строит. ун-та, 2004. С. 27-31. 4 Бальзанников М.И., Галицкова Ю.М. Защита береговых склонов от разрушения // Экобалтика 2006: Сб. трудов VI Междунар. молодежного экологического форума стран Балтийского региона. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2006. С. 58-60. Рис. 2. Вид на территорию жилого района «Волгарь» с высоты 300 м ства СГАСУ. Защиту территории от затопления предлагается решить и следующим образом: за счет подъема дорожного полотна, путем устройства водонепроницаемого парапета, при этом парапет может быть выполнен: со стационарной жесткой или с гибкой (эластичной) конструкцией, в виде мобильного гибкого варианта, разворачиваемого в период половодья. Наиболее рациональным является использование второго варианта , однако сложность в его реализации заключается в человеческом факторе, так как участок поднятия отметки проходит по существующей придорожной застройке. Местное население 5 Бальзанников М.И., Шабанова А.В., Родионов М.В. Совершенствование системы управления городским водным объектом, учитывающей его рекреационное, экологическое, средообразующее и эстетическое значение на примере парка «Воронежские озера» // Экологические системы и приборы. 2010. № 6. С. 13-17. против принятия такого решения. В связи с этим конкурентоспособным поднятие отметки защищаемой территории в границах проектного утвержденного землеотвода. Для расчета отметки гребня (парапета) контурной защитной дамбы необходимо определить максимальный расчётный уровень воды 1%-й обеспеченности. Установлено, что уровенные режимы близлежащих водотоков протоки Сухая Самарка и реки Татьянка гидравлически связаны с гидрологическими условиями Волги и определяются эксплуатационными зарегулированными режимами гидроузлов Волжско-Камского Каскада (г/у ВКК) в период половодья, а в летне-осенний и зимний периоды межени – подпором Саратовского г/у и энергетическими попусками Жигулёвской ГЭС, зависящими, в свою очередь, от графиков суточного и недельного регулирования её мощности. В соответствии с действующими основными правилами использования водных ресурсов Саратовского водохранилища на реке Волге, максимальный уровень воды реки у города Самары в половодье 1%-й обеспеченности без учёта трансформации максимального расхода водотока вышерасположенными водохранилищами г/у ВКК (естественные условия водотока) составляет ▼36,50 м БСВ. Однако в зарегулированных условиях водотока, согласно основным требованиям норм [2], расчётные максимальные расходы и уровни воды следует принимать с учётом трансформации половодий вышерасположенными водохранилищами. Максимальные уровни для расчетных обеспеченностей в зарегулированных условиях водотока определены по эмпирической кривой обеспеченности, построенной для многолетнего ряда наблюдений продолжительностью 45 лет (1968…2013) гг. на водомерном посту г. Самары в условиях нормальной эксплуатации водохранилищ г/у ВКК: средний многолетний УВср.мн . … ▼28.99 м БСВ; УВ0.1% … ▼35.40 м БСВ; УВ1.0% … ▼34.55 м БСВ; створе, формируемых в основном работой Жигулёвского г/у, так как Саратовский г/у работает на транзитном стоке без оказания существенного влияния на уровни водохранилища в экстремальных условиях, показывает, что при расчётных паводковых сбросах 1%-й обеспеченности защита территории застройки обеспечена. При этом затраты на реконструкцию отдельных участков окружающих дамб транспортных коммуникаций (автомобильная и железная дорога) с выводом защитного гребня дамбы и (или) сплошного парапета на отметку не ниже 35.51 м БС будут минимальными. Согласно известным требованиям норм отметку гребня плотины (совмещенная защитная дамба автодороги улиц Народной и Обувной) следует назначать на основе расчета возвышения его над расчетным уровнем воды. Отметка проектируемого гребня защитного контура (ГЗК) определяется из условия полного исключения перелива воды через него при накате волны и ветровом нагоне: ▼ГЗК = ▼УВрасч. + hS, (1) УВ5.0% … ▼33.50 м БСВ; Характерные максимальные среднесуточные где hS возвышение отметки гребня над расчетным уровнем воды в ВБ защитной дамбы, м; уровни прошедших половодий за период эксплуатации Саратовского водохранилища по данным не▼УВ расч. отметка расчетного уровня воды, согласно рекомендациям [1], принята прерывных наблюдений составили по водпосту Самара: УВ 1% ▼34.55м БС. УВмакс. половодья: высший ▼34.40м БСВ (13.05.1979 г.) низший ▼31.00м БСВ (25.05.1976 г.) Средняя отметка эксплуатационного уровня Саратовского водохранилища в створе территории жилого района «Волгарь», расположенного по судоходному фарватеру на расстоянии 76 км ниже створа Жигулёвского г/у и на 277 км выше створа Саратовского г/у, составляет 28.00 м БСВ. Согласно обследованию проектной площадки застройки установлено, что для расчётных условий нормальной эксплуатации в период зарегулированного половодья территория практически защищена насыпями (дамбами) транспортных коммуникаций и площадкой ГОКС с прилегающей грунтовой плотиной от прямого затопления паводком расчётной обеспеченности с отметкой уровня воды по р. Волге на в/п г. Самары УВ1% ▼34.55 м БС (водпост на 0,5 км выше по течению от створа жилого района «Волгарь»). Анализ расходно-уровенных характеристик Саратовского водохранилища на р.Волге в расчетном Возвышение гребня надлежит определять для двух случаев стояния уровня воды в верхнем бьефе: а) при нормальном подпорном уровне (НПУ) или при более высоком уровне, соответствующем пропуску максимального паводка, входящего в основное сочетание нагрузок и воздействий; б) при форсированном подпорном уровне (ФПУ), при пропуске максимального паводка, относимого к особым сочетаниям нагрузок и воздействий. Возвышение гребня дамбы (плотины) hs в обоих случаях определяется по формуле hs = ∆hset + hrun 1% + a, (2) где ∆hset ветровой нагон воды на водохранилище у защитного сооружения, м; hrun 1% высота наката ветровых волн обеспеченностью 1%, м; а = 0.5 м конструктивный запас возвышения гребня защитной дамбы; h 1% высота волны 1%-й вероятности превышения, м. Учитывая рекомендации [1]: «…при наличии на гребне плотины сплошного парапета, рассчитанного на воздействие волн, возвышение его верха над уровнем верхнего бьефа надлежит принимать не ниже значений, полученных по формуле (2)… …возвышение гребня плотины в этом случае назначают на 0,3 м над НПУ или на отметке ФПУ, причем принимают высшую из них …». Для зачищаемой территории жилого района «Волгарь» форсированной отметкой будет максимальный уровень расчётного половодья 1%-й обеспеченности ▼34.55 м БС. Высота ветрового нагона принимается при отсутствии данных натурных наблюдений не менее м, при этом уточнение его выполняется методом последовательных приближений по формуле [1]: V 2L  w ksp = 1,1 коэффициент, принимаемый по [2]; krun = 1,6 коэффициент, при глубине перед сооружением d >2h1% для значений пологости волны примерно 10; kz = 0.5 коэффициент, учитывающий гашение ветровой волны растительностью (полосы кустарника и массивы деревьев, имеющие место на о.Коровий); h1% =0.33 м расчётная высота ветровой волны 1%-й обеспеченности. Расчётная высота наката волны на защитный откос составляет hrun1% =0,26 м. Конструктивный запас возвышения гребня плотины (парапета), принимаемый как большее из значений 0,5 м и 0,1•h1% = 0,03 м. Возвышение гребня дамбы (парапета) определяется из полученных расчётных параметров: hs = 0,96 м. Δhset  K w g d  0,5Δh set cos  w , (3) Таким образом, гребень защитных дамб (парапета) должен быть не ниже отметки 35,51 м БСВ. где w = 0о, угол между продольной осью водоема и направлением ветра;• L = 6000 м, длина разгона волны; g = 9,81 м/с; d = 10,55 (м), средняя глубина воды; Vw = 4,2 м/с, расчетная скорость ветра, принимаемая за максимальную из средних скоростей ветра; Kw = 0,336•10-6 . Результаты расчёта показывают, что для этих исходных данных ветровой нагон практически отсутБИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК СНиП 2.06.04-82*. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) [Текст]. – М., 1982. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные gоложения [Текст]. – М., 2003. РВ-260-83. Основные правила использования водных ресурсов Саратовского водохранилища на set ствует, т.е. ∆ h11 ≈ 0,005 м. р. Волге [Текст]. – М., 1983. Окончательно ветровой нагон согласно [1] принимается равным 0.2 м. Высота наката волн на откос обеспеченностью 1% (hrun1%) для фронтально подходящих волн при глубине перед сооружением d  2h1% определяется по формуле hrun1% = krkpkspkrunkzh1%, (4) где kr =1 и kp = 0,9 коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса соответственно; Топографическая съемка и нивелировка земляного полотна и регуляционных сооружений защитного контура по объекту «Жилой комплекс «Волгарь» в Куйбышевском районе г. Самары»: технический отчет [Текст] / ООО «Экопромпроект». – Самара, 2011. © Бальзанников М.И., Кругликов В.В., Михасек А.А., 2013

About the authors

M. I BAL'ZANNIKOV

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Author for correspondence.
Email: vestniksgasu@yandex.ru

доктор технических наук, профессор кафедры природоохранного и гидротехнического строительства

V. V KRUGLIKOV

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Email: vestniksgasu@yandex.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры природоохранного и гидротехнического строительства Главный инженер проектов ООО «Акватех»

A. A MIKhASEK

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Email: vestniksgasu@yandex.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры природоохранного и гидротехнического строительства

References

Supplementary files