Wykład: Umocnienia i budowle regulacyjne

Transkrypt

1 Wykład: Umocnienia i budowle regulacyjne 1. Podział umocnień i budowli regulacyjnych 2. Materiały budowlane 3. Elementy budowlane i konstrukcje umocnień i budowli regulacyjnych

2 Podział umocnień i budowli regulacyjnych Rodzaje umocnień i budowli regulacyjnych, ich rozmieszczenie oraz materiały, z jakich są wykonane, zależą od: Charakteru rzeki (górska czy nizinna) i jej wielkości, Celu regulacji, Położenia linii projektowanego brzegu w stosunku do brzegu istniejącego, Położenia w planie (brzeg wklęsły czy wypukły).

3 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Celem stosowania umocnień i budowli regulacyjnych jest: Utrwalenie (umocnienie) brzegów na tych odcinkach rzek, gdzie linia projektowanego brzegu: pokrywa się z brzegiem istniejącym, jest nieznacznie wysunięta lub cofnięta w stosunku do brzegu istniejącego, nowe koryto poprowadzone jest przekopem. Do utrwalania brzegów stosowane są budowle nazywane umocnieniami brzegowymi lub opaskami brzegowymi

4 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Umocnienia brzegów chronią skarpę oraz bezpośrednio do niej przylegającą część dna rzeki przed: niszczącym działaniem płynącej wody i zmiennych jej poziomów, falowaniem wody, wywołanym wiatrem i ruchem barek i statków, naporem płynącego lodu, spływającą po skarpie wodą z opadów i roztopów.

5 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Intensywność niszczenia skarpy jest zróżnicowana na jej długości, dlatego skarpę dzieli się na części: pas dolny najmocniej umocniony, pas środkowy słabiej, pas górny najsłabiej umocniony.

6 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Typ zastosowanego umocnienia zależy od położenia miejsca na skarpie względem poziomu wody. W przypadku mniejszych cieków bierzemy pod uwagę poziom NTW, który określa podział skarpy na pas dolny i górny. Pas górny Umocnienia biologiczne 0,5 1 m 0,5 m Umocnienia biotechniczne NTW Pas dolny Umocnienia techniczne

7 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. W przypadku dużych rzek poziomy wody SW i SWW określają podział skarpy na pasy umocnień. Poziom wody SW określa również rzędne koron budowli regulacyjnych tam poprzecznych i podłużnych. Pas górny Umocnienia biologiczne SWW Pas środkowy 1 m Umocnienia biotechniczne Pas dolny 0,5 m SW Umocnienia techniczne

8 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Ze względu na rodzaj materiału dominującego w konstrukcji, umocnienia i budowle regulacyjne dzielimy na: biologiczne umocnienia wykonane wyłącznie z żywych roślin, techniczne wykonywane najczęściej z materiałów naturalnych tzw. martwych oraz w mniejszym zakresie z mat. sztucznych biotechniczne nazywane również ożywionymi, stanowiące połączenie roślinności z materiałami technicznymi.

9 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Biologiczne umocnienie brzegów rzeki

10 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. W regulacji naturalnej w umocnieniach brzegowych należy stosować rozwiązania przyjazne dla środowiska zastosowanie walców wegetacyjnych z włókna kokosowego i roślinności szuwarowej Umocnienie biotechniczne Umocnienie biologiczne sama roślinność może być stosowana w górnej części skarpy brzegu Umocnienie biotechniczne

11 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Przykład technicznego umocnienia brzegu za pomocą brzegosłonu faszynowego Jeżeli w ścieli faszynowej umieścimy świeże gałęzie wikliny wówczas powstanie umocnienie biotechniczne

12 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Zmienna w czasie wytrzymałość różnych umocnień ( dop wyrażone w Pa) dop [Pa] Kamień Wyściółka z faszyny Porost wikliny Drzewa i krzewy lata Wyściółka z faszyny ożywiona porostem wiklinowym

13 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Zwężenie koryta i wytworzenie oraz utrwalenie nowych brzegów na tych odcinkach rzek, które w stanie naturalnym są zbyt szerokie. W tym celu stosowane są: tamy podłużne + poprzeczki tamy poprzeczne nazywane ostrogami

14 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Tamy podłużne z poprzeczkami Tamy poprzeczne Przetamowania Wały przeciwpowodziowe Obszar Natura 2000 Małopolski Przełom Wisły przykład regulacji przyjaznej dla środowiska

15 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Związek erozji brzegów i układu poziomego rzeki Ochrona brzegów zagrożonych erozją Opaska brzegowa erozja Umocnienie brzegu istniejącego linia nurtu erozja Tama podłużna zabudowa kształtująca nowy brzeg rzeki Erozja występuje lokalnie najczęściej na brzegach wklęsłych łuków o dużej krzywiźnie (o małym promieniu łuku). Brzegi należy stabilizować (umacniać), jeżeli erozja zagraża obiektom infrastruktury lub powoduje szkody środowiskowe (zanieczyszczenie wody, niszczenie roślinności nadrzecznej, utrata gruntów rolnych).

16 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Bug - Morzyczyn Erozja brzegów Bugu Wał Gniazda ptaków Bug - Kiełczew

17 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Tama podłużna - likwidacja przyczyny erozji Umocnienie brzegu - likwidacja skutków erozji Wykonanie opaski brzegowej spowoduje wyprofilowanie skarpy i zniszczenie gniazd ptaków

18 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Erozja brzegu Wisły w m. Kosumce (zagrożenie wału przeciwpowodziowego)

19 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d.

20 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Budowle do sterowania strumieniem wody i rumowiska: przetamowania (zamknięcia bocznych koryt), kierownice do sterowania strumieniem wody, trawersy do sterowania strumieniem rumowiska, zamulniki do przyspieszenia zalądowania (akumulacji rumowiska) na niektórych fragmentach koryta, leżących poza trasą regulacyjną.

21 Podział umocnień i budowli regulacyjnych c.d. Przykład budowli technicznej tama podłużna z poprzeczkami betonowa korona budowli Przykład budowli biotechnicznej tamy podłużne i ostrogi z koroną zdolną do porostu wikliną.

22 Materiały budowlane Materiały stosowane w umocnieniach i budowlach regulacyjnych powinny charakteryzować się: trwałością i odpornością na niszczące działanie wody i lodu, odpornością na zanieczyszczenia wody, jednocześnie same nie powinny jej zanieczyszczać, powinny znajdować się w dostatecznej ilości i niewielkiej odległości od miejsca ich wykorzystania, powinny być dobrze dostosowane do warunków środowiskowych i wymagań krajobrazowych, powinny umożliwiać powstawanie zróżnicowanych struktur mikrosiedliskowych dla fauny i flory.

23 Materiały budowlane Materiały stosowane w umocnieniach i budowlach regulacyjnych Naturalne martwe : kamień (łamany i polny) żwir, otoczaki, tłuczeń piasek faszyna drewno naturalne włókna (lniane, paździerzowe, bawełniane, kokosowe). Naturalne żywe : rośliny szuwarowe darnina trawy krzewy drzewa Techniczne: beton materiały metalowe i stalowe (siatki, drut, pręty, elementy stalowe) materiały z tworzyw sztucznych (siatki, folie, włókniny)

24 Materiały budowlane c.d. Faszyna jeden z podstawowych materiałów stosowanych w umocnieniach i budowlach regulacyjnych (technicznych i biotechnicznych). Faszyna są to wysuszone (nie zdolne do odrastania) gałęzie: Wikliny (wierzby krzaczastej) faszyna wiklinowa Drzew liściastych i krzewów (brzozy, kruszyny) faszyna leśna. Faszyna wiklinowa jest częściej stosowana ponieważ jest bardziej elastyczna i trwała od faszyny leśnej. Faszyna wiklinowa pozyskiwana jest w okresie zimowym z 3 4 letniej wikliny o długości gałęzi powyżej 3 m i średnicy przy ziemi 3 4 cm.

25 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Materac wegetacyjny elastyczny element o szerokości 0,5, 0,75 lub 1 m i długości 5 m, stanowiący podłoże dla traw i roślin szuwarowych. Materac składa się z elastycznej siatki polietylenowej wypełnionej włóknem kokosowym.

26 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Mata wegetacyjna (mata trawiasta) elastyczny element o szerokości 0,5, lub 1 m i długości 5 10 m, stanowiący podłoże dla traw i roślin szuwarowych. Mata składa się z włókniny wykonanej z materiałów naturalnych, w której ukorzenione są rośliny.

27 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Walec wegetacyjny (kiszka wegetacyjna) średnica 0,2, 0,3 i 0,4 m, długość 3 10 m; składa się z elastycznej siatki polietylenowej wypełnionej włóknem kokosowym stanowiącym podłoże dla roślin szuwarowych.

28 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Walec siatkowo-kamienny: rodzaj kosza gabionowego siatka z ocynkowanej (lub powlekanej) siatki z drutu stalowego.

29 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Zastosowanie koszy siatkowo-kamiennych (gabionów) do umocnienia brzegu i dna koryta potoku górskiego

30 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Zalety koszy siatkowo-kamiennych (gabionów) stanowią mocną i elastyczną konstrukcję, odporną na osiadanie podłoża i rozmycia dna cieku; umożliwiają rozwój roślinności, umieszczanej w ich konstrukcji lub pojawiającej się samoistnie; zapewniają swobodny, przepływ wody z gruntu do koryta cieku i w odwrotnym kierunku. Gabiony przykład umocnienia biotechnicznego roślinność stanowi element konstrukcji umocnienia technicznego

31 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Zamiana betonowego muru oporowego na opaskę brzegową wykonaną z kaszyc Kaszyca ażurowa konstrukcja z bali drewnianych, wypełniona kamieniem, żwirem lub gruntem zabezpieczonym włókniną. Konstrukcja biotechniczna dobra alternatywa dla technicznych opasek brzegowych lub murów oporowych

32 Elementy budowlane i konstrukcje... Kiszka faszynowa elastyczny element wykonany z faszyny ułożonej podłużnie i związanej drutem; Długość kiszek wynosi m, średnica cm (zmiana średnicy co 5 cm). Z kiszek faszynowych wykonuje się opaski brzegowe, brzegosłony, materace faszynowe, korony budowli regulacyjnych. Opaska brzegowa

33 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Płotek faszynowy tworzą wbite w dno w odstępach co 0,3 0,4 m na 2/3 długości kołki o średnicy 4 12 cm i długości 1 2 m długości, oplecione gałęziami wiklinowymi. Płotki wykorzystuje się w opaskach brzegowych oraz w konstrukcjach materacy faszynowych.

34 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Narzut kamienny na ścieli faszynowej między płotkami faszynowymi

35 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Walec faszynowy średnica 0,6 lub 1 m, długość 6 10 m; składa się z zewnętrznej warstwy faszyny o grubości 0,2 m oraz umieszczonego w środku obciążnika (kamień, żwir, zwięzły grunt).

36 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Materac faszynowy elastyczny element faszynowy o grubości 0,6 lub 1 m, szerokości 4 20 m i długości m (materac taflowy) lub dowolnej długości (materac taśmowy). Materac składa się z: górnej i dolnej siatki kiszek faszynowych związanych drutem, pakunku wiązek faszyny, płotka faszynowego (nie zawsze) wykonanego w górnej płaszczyźnie pakunku do utrzymywania obciążnika (kamienia, żwiru) przy zatapianiu materaca.

37 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Materac faszynowy

38 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Zatapianie materaca faszynowego narzutem kamiennym zastosowanie w konstrukcji ostrogi

39 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Zastosowanie materacy faszynowych Przekrój tamy ostrogi materacowokamiennej podłużnej

40 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Zastosowanie materacy faszynowych Opaska brzegowa materacowokamienna

41 Elementy budowlane i konstrukcje... c.d. Walec kamienny średnica 0,3 i 0,4 m, długość 2 3 m, wypełnienie kamień, gruby żwir, poszycie zewnętrzne może być wykonane z: elastycznej siatki polietylenowej,

42 Dziękuję za uwagę