Uređenje Vodotoka
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
UREĐENJE VODOTOKA Dr Marina Babić Mladenović 2018. UREĐENJE VODOTOKA Autor: Marina Babić Mladenović Recenzenti: Prof. dr Stevan Prohaska Prof. dr Slobodan Petković Prof. dr Miodrag Jovanović Izdavač: Institut za vodoprivredu Jaroslav Černi, Beograd Za izdavača: Prof. dr Dejan Divac ISBN 978-86-82565-51-2 Štampa: Štamparija Radunić, Beograd Korice, dizajn, prelom: Miljan Truc Tiraž: 300 Godina izdavanja: 2018. Sva prava zadržana. Ni jedan deo ove knjige ne može biti reprodukovan, snimljen ili emitovan na bilo koji način: elektronski, mehanički, fotokopiranjem ili drugim vidom, bez pisane dozvole priređivača. SADRŽAJ 1 UVOD 1 2 PRIRODNI TOKOVI 5 2.1 Rečni sliv 5 2.2 Rečna dolina 6 2.3 Rečni tok 6 3 REČNA MORFOLOGIJA 9 3.1 Uticaji pod kojima se formira rečno korito 9 3.1.1 Strujanje vode 9 3.1.2 Karakteristike materijala u rečnom koritu 11 3.2 Oblik rečnog korita 12 3.1.3 Ostali uticaji 11 3.2.1 Podužni profil 12 3.2.2 Rečna trasa 13 3.2.3 Poprečni profil 15 3.3 Konfiguracija rečnog dna 19 3.2.4 Morfološke analize 18 4 MOTIVI UREĐENJA PRIRODNIH VODOTOKA 23 4.1 Zaštita od štetnog dejstva voda 23 4.1.1 Stabilizacija i povećanje propusne sposobnosti osnovnog korita vodotoka 27 4.1.2 Zaštita od poplava 30 4.1.3. Zaštita saobraćajne i druge infrastrukture 34 4.1.4 Obezbeđenje uslova za odvodnjavanje 34 4.1.5 Zaštita od erozije i bujica 35 4.2 Obezbeđenje uslova za racionalno korišćenje voda 38 4.1.6 Zaštita od leda 36 4.2.1 Vodozahvati 38 4.2.2 Brane i akumulacije 39 4.2.3. Plovidba 40 54.2.4 PODLOGESport, kupanje, ZA rekreacija PROJEKTOVANJE UREĐENJA VODOTOKA 4342 5.1 Uvodne napomene 43 5.2 Topografske i morfološke podloge 43 5.2.1 Snimanje korita vodotoka 43 5.2.1.1 Snimanje suvih delova major korita 44 5.2.1.2 Snimanje delova korita pod vodom 45 5.2.2 Prikaz rečnog korita 47 5.2.2.1 Situacioni plan 47 5.2.2.2 Poprečni profil 48 5.3 Hidrološke podloge 50 5.2.2.3 Podužni profil 49 5.3.1 Hidrološki izučeni i neizučeni vodotoci 50 5.3.2 Merenje nivoa vode 51 5.3.3 Merenje protoka vode 53 5.3.4 Kriva protoka 55 5.4 Podaci o režimu leda 59 5.3.5 Analiza i prikaz hidroloških podataka 56 5.5 Hidrauličke podloge 61 5.6 Podaci o režimu nanosa (psamološke podloge) 62 5.7 Geološko-geomehaničke podloge 62 5.8 Meteorološke podloge 63 5.9 Biološke podloge 64 5.10 Ekonomske podloge 64 5.11 Ostale podloge 64 6 REČNA HIDRAULIKA 65 6.1 Hidrauličke karakteristike prirodnih tokova 66 6.1.1 Prostorna dimenzija 66 6.1.2 Vremenska dimenzija 68 6.1.3 Uticaji na rečni tok 68 6.1.3.1 Uticaj gravitacije 68 6.1.3.2 Turbulencija 69 6.2 Hidrauličko modeliranje prirodnih tokova 72 6.1.3.3 Efekat kontura toka 70 6.2.1 Metode hidrauličke analize 72 6.2.2 Podaci za hidrauličko modeliranje 73 6.2.3 Kalibracija i verifikacija hidrauličkog modela 74 6.3 Linijski modeli 76 6.2.4 Preporuke 74 6.3.1 Osnovne jednačine 76 6.3.2 Ustaljeno jednoliko tečenje 76 6.3.3 Ustaljeno nejednoliko tečenje 77 6.3.4 Neustaljeno tečenje 79 6.3.5 Linijski otpori 80 6.3.6 Primeri 1D hidrauličkih proračuna 84 6.3.6.1 1D hidraulički proračun ustaljenog tečenja u softveru HEC-RAS 84 6.3.6.2 1D hidraulički proračun neustaljenog tečenja u softveru HEC-RAS 85 6.4 Ravanski i prostorni modeli 89 6.3.6.3 1D hidraulički proračun neustaljenog tečenja u softveru MIKE 11 86 6.4.1 Ravanski numerički modeli 89 6.5 Fizički modeli 91 6.4.2 Prostorni numerički modeli 91 7 REČNI NANOS 93 7.1 Uvodne napomene 93 7.2 Nastanak rečnog nanosa 93 7.3 Fizička svojstva rečnog nanosa 96 7.3.1 Fizička svojstva pojedinačnog zrna 96 7.4 Podela rečnog nanosa 98 7.3.2 Fizička svojstva mešavine nanosa 97 7.5 Koncentracija i pronos rečnog nanosa 100 7.6 Merenja i analize nanosa 101 7.6.1 Nanos iz dna 101 7.6.1.1 Zahvatanje uzoraka nanosa iz dna 101 7.6.1.2 Određivanje krupnoće nanosa 102 7.6.2 Suspendovani nanos 103 7.6.2.1 Zahvatanje uzoraka suspendovanog nanosa 104 7.6.2.2 Laboratorijska analiza suspendovanog nanosa 105 7.6.2.3 Terensko merenje pronosa suspendovanog nanosa 105 7.6.2.4 Monitoring suspendovanog nanosa 107 7.6.3 Vučeni nanos 108 7.7 Pokretanje rečnog nanosa 111 7.6.4 Analiza podataka merenja nanosa 110 7.7.1 Parametri koji utiču na kretanje rečnog nanosa 111 7.7.2 Početak kretanja vučenog nanosa 112 7.7.2.1 Kritična brzina 112 7.7.2.2 Kritični tangencijalni napon 113 7.8 Proračun pronosa nanosa 115 7.7.3 Početak kretanja nanosa u suspenziji 115 7.8.1 Pronos vučenog nanosa 115 7.8.2 Pronos suspendovanog nanosa 117 7.8.3 Pronos ukupnog koritoformirajućeg nanosa 117 7.8.4 Preporuke 118 8 DEFORMACIJA REČNOG KORITA 121 8.1 Dinamička ravnoteža aluvijalnog vodotoka 121 8.2 Opšta deformacija rečnog korita 121 8.2.1 Opšta deformacija rečnog korita na potezu akumulacije 122 8.2.2 Opšta deformacija rečnog korita u zoni mostovskog suženja 123 8.2.3 Drugi vidovi opšte erozije 125 8.2.3.1 Erozija korita tokom prolaska poplavnih talasa 125 8.2.3.2 Erozija rečnog korita nizvodno od brane 125 8.2.3.3 Erozija izazvana regulacionim radovima 126 8.2.3.4 Erozija izazvana bagerskim radovima 126 8.2.3.5 Erozija izazvana promenama u rečnom slivu 126 8.3 Lokalna deformacija rečnog korita 128 8.2.4 Moguće mere za kontrolu procesa opšte deformacije rečnog korita 127 8.3.1 Lokalna deformacija rečnog korita u zoni mostovskih stubova 128 8.3.2 Lokalna deformacija rečnog korita u zoni poprečnih građevina 131 98.3.3 REGULACIONEErozija nizvodno od GRAĐEVINE poprečnih objekata 133132 9.1 Podela i osnovni pojmovi 133 9.2 Raspored regulacionih građevina u rečnom koritu 134 9.2.1 Izbor regulacionih elemenata 134 9.2.1.1 Korišćenje hidrauličke analize za izbor regulacionih elemenata 135 9.2.1.2 Korišćenje morfološke analize za izbor regulacionih elemenata 135 9.2.2 Primeri dobre prakse 136 9.2.2.1 Trasa regulisanog korita 136 9.2.2.2 Širina regulisanog korita 136 9.3 Preporuke za projektovanje regulacionih građevina 138 9.2.2.3 Tip i raspored regulacionih građevina 137 9.4 Materijali za izvođenje regulacionih građevina 141 9.4.1 Prirodni materijali 141 9.4.1.1 Kamen 141 9.4.1.2 Šljunak i pesak 141 9.4.1.3 Glina, ilovača, humus i drugi zemljani materijali 142 9.4.1.4 Drvo 142 9.4.1.5 Biljni materijal 143 9.4.2 Veštački materijali 143 9.4.2.1 Beton 143 9.4.2.2 Čelik 143 9.4.2.3 Sintetički materijali 144 9.4.2.4 Biotekstil 146 9.4.3 Prefabrikati 146 9.4.3.1 Prefabrikati od prirodnih materijala 146 109.4.3.2 NASIPIGabioni I DRUGI OBJEKTI VAN REČNOG KORITA 151149 10.1 Nasip 151 10.1.1 Podela i osnovne karakteristike nasipa 151 10.1.2 Projekat nasipa 152 10.1.2.1 Trasa nasipa 152 10.1.2.2 Dimenzije tela nasipa 153 10.1.2.3 Materijali u telu nasipa 154 10.1.2.4 Mere zaštite nasipa od nepovoljnih uticaja velike vode 155 10.1.2.5 Proračuni filtracione i statičke stabilnosti nasipa 157 10.2 Zaštitni zid 159 10.1.3 Održavanje nasipa 158 10.3 Kamena deponija 159 10.4 Usmeravajući nasip 159 11 REGULACIONE GRAĐEVINE U REČNOM KORITU 161 11.1 Obaloutvrda 161 11.1.1 Tipovi obaloutvrda 161 11.1.2 Izbor tipa kose obaloutvrde 162 11.1.3 Konstrukcija kose obaloutvrde 164 11.1.3.1 Nožica obaloutvrde 164 11.1.3.2 Podloga nožice obaloutvrde 164 11.1.3.3 Filtarski sloj 164 11.1.3.4 Obloga od kamena 166 11.1.3.5 Obloga od betona 168 11.1.3.6 Druge vrste obloge 169 11.1.3.7 Nagibi obloge i prelazne deonice 170 11.1.4 Projektovanje i izgradnja obaloutvrde 171 11.2 Kejski zid 174 11.1.5 Održavanje obaloutvrde 172 11.3 Prava paralelna građevina 175 11.4 Usmeravajuća ili strujna građevina 176 11.5 Naperi 176 11.6 Kratki naperi 179 11.7 Potopljeni naperi 179 11.8 Ševroni 179 11.9 Pregrade 180 11.10 Pragovi 181 11.10.1 Pragovi u funkciji kontrole podužnog pada vodotoka 181 1211.10.2 REGULACIONIPragovi za zasipanje RADOVI dubokih delova aluvijalnog korita 183182 12.1 Prosek rečne krivine 183 12.2 Uređenje rečnih ušća 184 12.3 Bagerovanje nanosa 185 12.3.1 Ciljevi bagerovanja 185 12.3.2 Tehnologija bagerovanja 186 12.3.3 Tipovi bagera 187 12.3.3.1 Mehanički bageri 187 12.3.3.2 Hidraulički bageri 189 12.3.3.3 Specijalne tehnike bagerovanja 191 12.3.4 Odlaganje izbagerovanog materijala 192 12.3.5 Uticaj bagerovanja i deponovanja nanosa na životnu sredinu 193 1312.3.6 IZVOĐENJEPreporuke za bagerovanje I ZAŠTITA PRELAZA PREKO VODOTOKA 195193 13.1 Propusti 195 13.2 Mostovi 196 13.2.1 Položaj donje ivice konstrukcije mosta 197 13.2.2 Zaštita mostovskih stubova 200 13.3 Cevovodi 202 13.2.3 Zaštita oporaca mosta 202 13.3.1 Izvođenje prelaza provlačenjem cevovoda ispod korita 202 1413.3.2 REGULACIJAIzvođenje prelaza VODNOG klasičnom REŽIMAtehnologijom 205203 14.1 Uređenje sliva 205 14.1.1 Protiverozioni radovi i mere 205 14.1.1.1 Tehnički protiverozioni radovi 205 14.1.1.2 Biotehnički i biološki protiverozioni radovi 207 14.2 Uređenje korita vodotoka 209 14.1.2 Druge mere za uređenje sliva 207 14.3 Objekti za prihvat i transformaciju talasa velikih voda 211 14.3.1 Akumulacije 211 14.3.2 Retenzije 212 14.3.2.1 Čeone retenzije 212 14.4 Rasteretni i obodni kanali 215 14.3.2.2 Bočne (nizijske) retenzije 214 14.4.1 Rasteretni kanal 215 14.5 Objekti za kontrolu nivoa vode 216 14.4.2 Obodni kanal 215 15 UPRAVLJANJE RIZIKOM OD POPLAVA 217 15.1 Uzroci nastanka i karakteristike velikih voda 217 15.1.1 Uzroci nastanka velikih voda 217 15.1.2 Osnovne karakteristike velikih voda 219 15.2 Štete od poplava 223 15.1.3 Specifičnosti velikih voda na bujičnim tokovima 221 15.2.1 Uslovi od kojih zavisi visina šteta od poplava 223 15.3 Rizik od poplava 226 15.2.2 Kategorije šteta od poplava 224 15.3.1 Komponente rizika od poplava 226 15.3.2 Mere za smanjenje ugroženosti od poplava 229 15.3.3 Mere za smanjenje izloženosti poplavama 230 15.3.4 Mere za smanjenje osetljivosti na poplave 230 15.3.5 Cikličnost