Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Гидротехнические сооружения в ландшафтной архитектуре

Покупка
Артикул: 786743.01.99
Доступ онлайн
400 ₽
В корзину
Приведены основные сведения о гидротехнических сооружениях в ландшафтной архитектуре. Представлены расчет водоема с конкретными примерами, оперативное предсказание отметки гребня грунтовой плотины, обоснование расчетного случая, построение кривой депрессии, проверка на суффозию. Для студентов направления подготовки 35.03.10 «Ландшафтная архитектура» очной и заочной форм обучения, а также магистрантов, аспирантов и работников проектных организаций.
Сапцин, В. П. Гидротехнические сооружения в ландшафтной архитектуре : учебное пособие / В. П. Сапцин. - Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2018. - 124 с. - ISBN 978-5-8158-2013-5. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1894661 (дата обращения: 28.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
В. П. САПЦИН 

 
 
 

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ 

В ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЕ 

 

 

 
 

Учебное пособие 

 

 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

2018 

УДК 626:712(075.8) 
ББК 38.77:85.118.7я7 

С 19 

 

Рецензенты: 

 

зав. кафедрой садово-паркового строительства, ботаники  

и дендрологии ПГТУ, канд. с.-х. наук, доцент Ю. В. Граница; 

 

зав. кафедрой проектирования зданий ПГТУ, канд. техн. наук, 

доцент А. П. Хинканин 

 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 

Сапцин, В. П.  

С 19   Гидротехнические сооружения в ландшафтной архитектуре: 

учебное пособие / В. П. Сапцин. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный 
технологический университет, 2018. – 124 c. 
ISBN 978-5-8158-2013-5 

 

Приведены основные сведения о гидротехнических сооружениях в 

ландшафтной архитектуре. Представлены расчет водоема с конкретными 
примерами, оперативное предсказание отметки гребня грунтовой плотины, 
обоснование расчетного случая, построение кривой депрессии, проверка 
на суффозию. 

Для студентов направления подготовки 35.03.10 «Ландшафтная архитектура» 
очной и заочной форм обучения, а также магистрантов, аспирантов 
и работников проектных организаций. 

 

УДК 626:712(075.8) 

ББК 38.77:85.118.7я7 

 

ISBN 978-5-8158-2013-5 
 Сапцин В. П., 2018 
 Поволжский государственный  
технологический университет, 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Предисловие .................................................................................................. 4 
 
Введение ........................................................................................................ 5 
 
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ 
НА ОБЪЕКТАХ ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ............................. 6 
 
2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ ВОДОЕМОВ ...................................................... 11 
 
3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОЁМА (ВОДОХРАНИЛИЩА) ................ 15 
 
4. РАСЧЕТ ОБЪЕМА И СРОКОВ ЗАИЛЕНИЯ ВОДОЕМА ................. 20 
 
5. ТАБЛИЧНО-ЦИФРОВЫЕ БАЛАНСОВЫЕ РАСЧЕТЫ ПО ОЦЕНКЕ 
ПОЛЕЗНОЙ ЕМКОСТИ ВОДОЕМА  ...................................................... 22 
 
6. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ВОДЫ ИЗ ВОДОЕМА............................................ 30 
 
7. РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ ВОДОЕМА  
НА ПРОПУСК МАКСИМАЛЬНЫХ РАСХОДОВ .................................. 40 
 
8. ПЛОТИНЫ В ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЕ ............................ 47 
 
9. УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ .............................................................. 81 
 
10. ВОДОПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ  ............................................ 88 
 
11. ФОНТАНЫ ......................................................................................... 104 
 
Заключение ............................................................................................... 120  
 
Библиографический список .................................................................... 121 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 

Основной целью дисциплины «Гидротехнические сооружения в 

ландшафтной архитектуре» является формирование системного ми-
ровоззрения, представлений, теоретических знаний, практических 
умений и навыков по научным основам объектов ландшафтной ар-
хитектуры. 

Эффективное использование всех преимуществ участков и пре-

вращение их недостатков в достоинства – главная задача профессио-
налов-бакалавров. 

Данное учебное пособие призвано оказать помощь в самостоя-

тельной работе студентов направления подготовки 35.03.10 «Ланд-
шафтная архитектура» (бакалавриат) как очной формы обучения, так 
и заочной. 

Студенты – будущие бакалавры – должны освоить профессио-

нальную компетенцию ПК-18, связанную с пониманием инженерно-
технологических вопросов и конструктивных решений в области 
проектирования объектов ландшафтной архитектуры. 

Они должны достичь следующих результатов обучения: 
- знать принципы возведения сооружений для природообустрой-

ства и водопользования в области ландшафтной архитектуры; 

- уметь выполнять расчеты технических и эксплуатационных ха-

рактеристик гидротехнических сооружений в садово-парковом стро-
ительстве; 

- владеть навыками/опытом деятельности в разработке планов по 

строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений при 
проектировании водоемов, грунтовых плотин, водосбросных соору-
жений, фонтанов. 

Автор искренне благодарен заведующей кафедрой садово-

паркового строительства, ботаники и дендрологии, канд. с.-х. наук, 
доценту Ю. В. Границе; заведующему кафедрой проектирования 
зданий, канд. техн. наук, доценту А. П. Хинканину за ценные замеча-
ния и пожелания, которые были учтены при окончательной подго-
товке рукописи к изданию. 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Особенности применения воды в садово-парковом и ланд-

шафтном проектировании основаны на ее физических свойствах и 
прежде всего на ее бесцветности и текучести. Вода имеет способ-
ность отражать окружающие ее природные явления и сама способна 
оказывать на них определенное влияние.  

Вода способна менять свое состояние при понижении температу-

ры наружного воздуха из жидкого состояния на твердое, а при по-
вышении температуры она переходит из жидкого в газообразное со-
стояние. Вода может быть спокойной и подвижной (течь, капать, 
бурлить, падать); может звучать, создавать зеркальное изображение, 
менять цвет и фактуру поверхности. Все это необходимо использо-
вать и учитывать в ландшафтном проектировании, где огромное зна-
чение имеют пластические возможности воды, так называемая гид-
ропластика. 

В садово-парковом и ландшафтном проектировании с целью по-

лучения эффекта определенного воздействия на восприятие человека 
используется статическое или динамическое состояние воды. Обе 
категории имеют определенное воздействие на состояние человека: 
первая – покоя, равновесия; вторая ‒ движения, изменчивости. 

Вода не имеет конкретных размеров и формы, но благодаря теку-

чести способна изменять объем и величину в зависимости от характе-
ра ограничивающих ее поверхностей. Поэтому, желая получить опре-
деленные площади, цвет, поверхность, состояние воды, необходимо 
предвидеть то, что будет способствовать этому во вмещающих ее ем-
костях, то есть проектировать эти емкости. Так, для получения теку-
щей воды днище канала делается с уклоном, а в нижней точке уста-
навливается приемная ванна (емкость), откуда циркуляционным насо-
сом вода подается снова к верхней точке. В этом случае используются 
гравитационные характеристики воды: плотность  = 1000 кг/м3 и 
способность обладать текучестью. 

Если нужно получить воду голубого света, то рационально обли-

цевать емкость, ее содержащую, керамической плиткой голубого 
цвета, а не подкрашивать воду красителями. 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

О ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ 

НА ОБЪЕКТАХ ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЫ 

 

Гидротехнические инженерные сооружения служат для исполь-

зования имеющихся водных ресурсов садово-паркого хозяйства как 
декоративные элементы объектов ландшафтной архитектуры [1, 25]. 

По назначению гидротехнические сооружения бывают общего и 

специального назначения. 

В состав гидротехнических сооружений общего назначения вхо-

дят: 

˗ подпорные сооружения на водотоках, в основном плотины и 

дамбы; 

˗ водозаборные сооружения на реках, озерах, водохранилищах и 

других водных объектах; 

˗ водопроводящие сооружения: каналы, лотки, трубы, гидротех-

нические туннели, акведуки, дюкеры; 

˗ сопрягающие сооружения: перепады, быстротоки, регуляторы, 

водосбросные, водоспускные сооружения; 

˗ регуляционные сооружения: струенаправляющие дамбы, бере-

гоукрепительные, дно укрепительные сооружения. 

К гидротехническим сооружениям специального назначения от-

носятся различные сооружения садово-паркового и ландшафтного 
строительства (озера, водоёмы, пруды, грунтовые плотины, быстро-
токи, водопады, многоступенчатые перепады, каналы, фонтаны и 
др.) [26]. 

 

1.1. Водоемы, их назначение и классификация 

 

К природным водоемам относят естественные озера и пруды. 
Искусственные водоемы подразделяют на водохранилища (объем 

воды более 1 млн м3); пруды (объем воды менее 1 млн м3); бассейны, 
отличающиеся полной изоляцией от внешней среды и полным регу-
лированием водного режима. 

Проектирование водоема ведется по материалам топографиче-

ских, гидрологических, геологических, гидрогеологических, сани-

тарно-гигиенических (бактериологических) изысканий. При этом 
рассматриваются следующие вопросы: 

˗ форма и площадь зеркала (акватории) водоема, которые опреде-

ляются его назначением, размером, планировкой и стилем участка; 

˗ объем воды в водоеме, который зависит от площади акватории, 

назначения водоема, его средней глубины, источников водного пи-
тания и нормативного (или возможного) водооборота; 

˗ средняя и максимальная глубины водоема, определяемые пло-

щадью акватории, ассортиментом водной растительности, видом 
зарыбления (если планируется зимовка рыб, устраивают зимоваль-
ные ямы глубиной 3,5…4,5 м); 

˗ зонирование акватории водоема, зависящее от видов его ис-

пользования, которое может в себя включать глубоководную зону 
для перезимовки рыб; мелководную зону для прогрева воды, исполь-
зуемую для орошения; зону водной растительности для биологиче-
ской очистки воды; зону размещения пляжа; зону декоративной вод-
ной или околоводной растительности и другое; 

˗ крутизна откосов (коэффициенты заложения откосов), которая 

определяется в самом начале проектирования для устройства котло-
вана водоема ‒ копани. При этом учитываются угол естественного 
откоса в сухом и мокром состояниях и угол внутреннего трения по 
инженерно-геологическим элементам. Эти сведения можно взять из 
инженерно-геологических изысканий или из [16]: 

˗ защита от фильтрации, которая устраивается в тех случаях, когда 
водоем создается на легких водопроницаемых почвах и грунтах 
при глубоком уровне залегания грунтовых вод (ниже дна водоема); 

˗ защита от загрязнения частицами грунта (суффозия), которая 

применяется в случаях подземного водного питания или попадания 
вод поверхностного стока в водоем путем фильтрации через борта и 
дно водоема; 

˗ тип водного питания, определяемый основным источником воды 
для наполнения водоема; 

˗ аэрация грунтовой воды и подогрев, которые необходимы при 

использовании воды для орошения и нормальной жизнедеятельности 
рыбы; 

˗ сооружения для водного питания водоема, обычно требующиеся 
при устройстве водоема (копани). Когда прямое грунтовое питание 
оказывается недостаточным, используют методы каптажа родников 
или искусственное дренирование вышележащих водоносных 
горизонтов, что усиливает грунтовый сток. На относительно ровной 
поверхности используют специальные буровые скважины для дополнительной 
подачи воды в водоем. 

Водосбросные сооружения – это сооружения, которые не допус-

кают подъема воды выше определенного уровня и сбрасывают все 
излишки воды, образующиеся в результате половодья, паводков, 
снеготаяния или обильных ливневых осадков. Водосбросные соору-
жения имеют конструкцию одно- или многоочковых труб преиму-
щественно круглого или прямоугольного сечения; водосливов с тон-
кой стенкой, широким порогом или практического профиля, а также 
другие формы. 

Донные водоспуски, необходимые для полного опорожнения во-

доема, предназначены для проведения эксплуатационных и ремонт-
ных работ [9]. 

Кратность водообмена рассматривается у всех водоемов, ис-

ключая крупные и плотинные водоемы, которые способны к само-
очищению. Рассчитываются и соизмеряются объем чаши и объем 
стока для обеспечения нормативного водообмена, который кратко 
и приближенно можно охарактеризовать коэффициентом водооб-
мена (ландшафтно-декоративный водоем ‒ 1,5-2,5; рекреационный 
водоем ‒ 2,0-4,0; водоем для водного спорта ‒ 2,0-4,0; водоем для 
спортивного рыболовства ‒ 3,0-4,0; водоем для рыборазведения ‒ 
4,0-5,0 и более) [19]. 

Применяются естественные и искусственные фильтры для 

очистки воды. Основными природными очистителями воды являют-
ся растения (камыш, тростник, рогоз, ситник и др.) и микроорганиз-
мы. Если естественные очистители воды не справляются, то исполь-
зуют искусственные фильтры. Механические фильтры очищают во-
ду от крупных примесей. Они состоят из кварцевого песка и щебня 
различных фракций. Химические фильтры поглощают отдельные 
элементы, находящиеся в избытке или отличающиеся нежелатель-

ными свойствами. Аэрационные фильтры насыщают раствор моле-
кулами кислорода, что приводит к быстрому разложению органиче-
ских веществ. Стерилизация воды производится путем ультрафиоле-
тового облучения. Микробиологические фильтры очищают воду от 
органических примесей путем переработки их специально заселен-
ными бактериями.  

Сопутствующие гидротехнические сооружения используют с 

целью выполнения утилитарных функций, а также достижения зре-
лищного эффекта (фонтаны, каскады и др.). 

Дренаж для отвода фильтрационных вод и регулирования водно-

го режима окружающей территории является обязательным при 
устройстве водоема с высоким уровнем воды в переувлажненных 
грунтах. Если водоем имеет низкий уровень воды в чаше, то возмо-
жен дренаж территории со сбросом дренажных вод в водоем и уда-
лением избытка воды через водосбросное сооружение. Большое рас-
стояние от поверхности воды до поверхности земли требует органи-
зации промежуточной искусственной террасы на высоте 0,4…0,6 м 
над поверхностью воды. Когда уровень воды в чаше водоема высо-
кий, необходим дренаж не только подтопляемой территории, но и 
кольцевой дренаж самого водоема для перехвата потока фильтраци-
онных вод. В этом случае образуется единая дренажная сеть (вокруг 
водоема и на прилегающей территории), вода из которой перекачи-
вается в водоем и усиливает его водное питание [5, 6, 12]. 

 

1.2. Плотины, дамбы 

 

При строительстве водного объекта с целью благоустройства 

территории основными сооружениями гидроузла можно назвать 
собственно водоем, плотину, дамбу (по необходимости), водосброс-
ное сооружение и водоспуск (водовыпуск) [9, 13]. 

Плотины классифицируются по отношению к пропуску стока 

вод, используемым материалам, особенностям конструкции, способу 
возведения и по другим признакам [6]. 

По отношению к пропуску стока выделяют глухие, водосливные, 

фильтрующие плотины. 

По особенностям конструкции различают плотины гравитацион-

ные, контрфорсные, арочные. 

По способу возведения возводятся насыпные с уплотнением, 

намывные, взрывонабросные плотины. 

По используемым материалам в строительстве выделяют плоти-

ны грунтовые (однородные и неоднородные), каменные, каменно-
набросные, габионные, каменно-земляные, намывные из армирован-
ного грунта, деревянные, ряжевые, бетонные, железобетонные. 

Земляные плотины, дамбы, противофильтрационные устройства 

напорных сооружений в виде экранов, ядер и лонуров можно возво-
дить отсыпкой грунта как в сухих условиях, так и в воду. При 
устройстве противофильтрационных устройств наиболее пригодны 
глинистые грунты с коэффициентом фильтрации К < 0,1 м/сут. и при 
числе пластичности Iр ≥ 0,05. Допускается применять также искус-
ственную грунтовую смесь [6, 17]. 

 

2. ВОДОЕМЫ И УСЛОВИЯ ИХ РАБОТЫ 

 

Водоемы – искусственно созданные участки водной поверхности, 

образованные подпорным сооружением на водотоках для хранения 
воды и последующего её использования как декоративных объектов 
ландшафтной архитектуры. 

Водоподпорным сооружением (плотиной) водоток и его долина 

разделяются на два участка. На участке выше плотины, до места сопряжения 
кривой подпора с расчетным уровнем водотока, повышаются 
уровни воды, снижаются скорости, образуется водоем (водохранилище, 
пруд). Это верхний бьеф гидроузла. Длина водохранилища 
равна дальности распространения кривой подпора. На участке 
ниже плотины в результате регулирования стока режим водотока 
нарушается и отличается от естественного, природного. Этот участок 
называется нижним бьефом гидроузла.  

Колебания уровня воды ниже плотины зависят от режима работы 

сооружения, попусков, расходов, пропускаемых через турбины в 
зданиях ГЭС и камерах судоходных шлюзов. Параметры водохранилища, 
характерные его размеры устанавливают на основе водохозяйственного 
расчета. При этом полный объем воды в водохранилище 
принято подразделять на мертвый и полезный (рис. 1). 

 

 

Рис. 2.1. План и схематичный продольный разрез водохранилища [3, 7] 

 

Доступ онлайн
400 ₽
В корзину