Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων Εργαστήριο Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων και Διαχείρισης Κινδύνου Προπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Προστατευτική Διευθέτηση Αποτροπή της απόθεσης φερτών υλών Διευθετήσεις Ορεινών Υδάτων ΙΙ: Μέρος ΙIα Φώτης ΜΑΡΗΣ Αναπλ. Καθηγητής
Μέθοδοι αποτροπής των αποθέσεων στις κοίτες 1. Αποτροπή των αποθέσεων σε στροφές των κοιτών Στην εσωτερική πλευρά των στροφών των κοιτών σχηματίζονται μόνιμες αποθέσεις ενώ ταυτόχρονα στην εξωτερική προκαλούνται υποσκαφές. Για την ταυτόχρονη αποφυγή των αποθέσεων και των υποσκαφών ιδρύονται πρόβολοι στο εξωτερικό πρανές του ρεύματος, οι οποίοι εξωθούν την ροή του νερού προς το εσωτερικό της κοίτης. 2. Αποτροπή των αποθέσεων στη συμβολή κοιτών Στην συμβολή των κοιτών εμφανίζονται αποθέσεις, οι οποίες συχνά οδηγούν και σε ανυψώσεις του πυθμένα. Για την αποτροπή του φαινομένου αυτού, ιδίως όταν στην συμβολή υπάρχει οικισμός, γίνεται διεύρυνση των κοιτών σε ανάλογο μήκος και συνήθως λιθεπενδύονται τα διευρυμένα τμήματα των κοιτών 2
3
4
Μέθοδος ελέγχου της απόθεσης υλικών με την ίδρυση δεξαμενών Τα φερτά υλικά που αποτίθενται στον κώνο πρόσχωσης ή στην κοίτη αναμετακίνησης των ρευμάτων, συγκρατούνται σε κατάλληλες δεξαμενές που ιδρύονται ευθύς μετά την κοίτη εκκένωσης και πάντοτε στα ανάντη των προς προστασία περιοχών. Για την συγκράτηση των αδρομερέστερων υλικών και ιδίως της στερεομεταφοράς ιδρύονται δεξαμενές απόθεσης, ενώ η διακράτηση των λεπτόκοκκων υλικών και ιδίως της αιωρομεταφοράς γίνεται με την ίδρυση δεξαμενών καθίζησης. Οι δεξαμενές απόθεσης αποτελούν ειδικά διαμορφωμένους χώρους στην κοίτη ενός χειμαρρικού ρεύματος οι οποίοι αναγκάζουν τα φερτά υλικά σε απόθεση. Η χωρητικότητα της δεξαμενής απόθεσης εξαρτάται από τον όγκο του προς σύλληψη υλικού και την χρονική απόσταση μεταξύ δυο διαδοχικών εκκενώσεων της. Κατά κανόνα η χωρητικότητα των δεξαμενών κυμαίνεται από 10.000m 3 έως 100.000m 3 (Βάθος 2 ~ 3m). 3 Συχνά οι δεξαμενές διαστασιολογούνται με βάση το διπλάσιο του μέγιστου δυνατού φορτίου του ρεύματος και η χωρητικότητα τους καλύπτει περίοδο λειτουργίας του ρεύματος 20 ετών. 5
6
Σε κάθε δεξαμενή απόθεσης κατασκευάζονται ειδικά έργα, όπως είναι τα έργα εισρροής του ρεύματος σ αυτή και εκροής απ αυτή, καθώς και τα έργα (εμπόδια) μείωσης της ταχύτητας ροής στο εσωτερικό της. Πρόβολοι προστατεύουν τα αναχώματα της δεξαμενής από τις υποσκαφές. Συχνά προβλέπονται και ειδικές είσοδοι οχημάτων και μηχανημάτων τόσο για την κατασκευή όσοι και για την εκκένωση της δεξαμενής. 7
8
Μέθοδος αποτροπής αποθέσεων και ρύθμιση της ροής στην πεδινή κοίτη Σε κάθε διευθέτηση της πεδινής διαδρομής χειμαρρικού ρεύματος με διασκευή της υπάρχουσας κοίτης ή την διάνοιξη νέας τηρούνται γενικά οι ακόλουθοι κανόνες: Η διασκευή νέας κοίτης θα πρέπει να εναρμονίζεται προς το φυσικό περιβάλλον, Η κατά μήκος τομή της κοίτης επιλέγεται έτσι, ώστε να αποφεύγονται κίνδυνοι ζημιών σε κατοικημένες περιοχές, έργα υποδομής και καλλιέργειες, Η νέα διατομή πρέπει να απάγει τα νερά της μέγιστης πλημμυρικής παροχής (Q max ) μαζί με τα φερτά υλικά που αυτά μεταφέρουν χωρίς να σημειώνονται υπερχειλίσεις, Η κάτω επιφάνεια του καταστρώματος των γεφυρών πρέπει να βρίσκεται τουλάχιστον 0.30 ~ 0.50 m πάνω από τη στέψη της διατομής που εκλέχθηκε, Για τη διαμόρφωση της νέας κοίτης χρησιμοποιούνται συχνά αναχώματα κατάλληλης διατομής, Η νέα κοίτη αρχίζει ευθύς μετά την κοίτη εκκένωσης με ένα αρκετά μακρύ, ευθύγραμμο τμήμα (συνίσταται να δίνεται καμπυλότητα, μορφή μαιανδρισμού), Τα καμπύλα τμήματα της κοίτης να μην έχουν μικρή ακτίνα καμπυλότητας (50 ~ 100 m,, 10 ~ 15 φορές το πλάτος της κοίτης). 9
Όταν η ακτίνα είναι μικρότερη πρέπει να εξασφαλίζονται ο πυθμένας και τα πρανή της κοίτης από τυχόν υποσκαφές, Μεταξύ τμημάτων των κοιτών με αντίθετη καμπυλότητα συνίσταται η παρεμβολή ευθύγραμμων τμημάτων, Το εξωτερικό τοίχωμα του καμπύλου τμήματος κατασκευάζεται υψηλότερο του εσωτερικού κατά τα γνωστά από την υδραυλική, Η εκβολή της κοίτης του χειμάρρου στον αποδέκτη που πρέπει να γίνεται με οξεία γωνία, Η εκβολή πρέπει να γίνεται σε στάθμη που βρίσκεται κατά το δυνατό υψηλότερα από τη στάθμη που έχει ο πυθμένας του μεγαλύτερου αποδέκτη, Η νέα κοίτη βαθμιδώνεται, όταν η κλίση της πρέπει να μειωθεί για την αποφυγή διαβρώσεων στον πυθμένα και στα πρανή της. Επίσης βαθμιδώνεται, όταν η μέση ταχύτητα ροής του νερού είναι μεγαλύτερη των 8,0m/sec για λόγους ασφαλείας. Στο άνω άκρο της κοίτης κατασκευάζεται ειδικό φράγμα. Αυτό φέρει στα ανάντη του πτερύγια για τη συγκέντρωση του νερού προς το διάρρου του, Στο κάτω άκρο, δηλαδή στη συμβολή με τον ποταμό, κατασκευάζεται κατάλληλο ειδικό έργο στερέωσης της κοίτης. Αυτό συμπίπτει από άποψη θέσης με την όχθη του ποταμού. 10
11
Μέθοδοι ελέγχου των αποθέσεων σε φυσικούς ή τεχνητούς ταμιευτήρες με την απομάκρυνση φερτών υλών Ο καλύτερος τρόπος για να αποφευχθεί η δημιουργία αποθέσεων σε χώρους ταμίευσης ύδατος (φυσικές ή τεχνητές λίμνες) ή και σε πεδινές κοίτες είναι η αποτροπή της παραγωγής υλικών στις λεκάνες απορροής των ρευμάτων με την εκτέλεση ορεινών υδρονομικών έργων. Σε περίπτωση που τα ρεύματα εξακολουθούν να μεταφέρουν φερτά υλικά, οι συνήθεις τρόποι, που χρησιμοποιούνται στην πράξη είναι οι εξής: 1. Έκσυρση ή βυθοκόριση, 2. Η έκπλυση με εκκενωτή πυθμένα (αιωροφορτία), 3. Η σύλληψη με αμμοκράτη ή με φράγμα συγκράτησης, 4. Η προσαρμογή της λειτουργίας του ταμιευτήρα, 5. Η εκτροπή των φερτών υλών. 12