7-regulacije vodotoka

1

REGULACIJE VODOTOKA

Doc. dr. sc. NEDIM SULJIĆ, dipl.ing.graĎ.

2

1. SVRHA I ZADATAK REGULACIJA

•Rijeke uvijek u fokusu aktivnosti ĉovjeka

•Razlog: koristi od rijeka i zaštita od poplava i erozije

•Ekologija: težimo da voda u rijekama bude što manje zagaĊena širenje zagaĊenja

•Inženjersko rješavanje: rijeke ukroćene NE silom već razumijevanjem prirode

•Regulacije vodotoka:

- UreĊenje korita: morfološke regulacije

- Promjena vodnih koliĉina: regulacije vodnog režima

•Uspješnost rješavanja problema stepen razumijevanja prirode vodotoka

•Prirodni vodotoci: teĉe voda sa nanosom (suspendovan i vuĉeni) formiranje korita

3

•Ispravan pristup rješavanju problema ureĊenja vodotoka f-ja:

- zakonitosti teĉenja vode (i nanosa) u otvorenim vodotocima

- zakonitosti procesa formiranja korita, erozijskih procesa i procesa nanosa

•Prirodni vodotoci = “živi organizmi” ( u t mijenjaju koliĉinu vode)

•Prirodni vodotoci: velika energija koja je stalna sa vremenskim varijacijama

•REGULACIJE = ureĊenje vodnih tokova

•Regulacije: skup mjera i gradnji kojima mijenjamo prirodne osobine na vodotoku

•Zadataka regulacija vodotoka:

- racionalno korištenje voda

- efikasna zaštita od štetnog dejstva voda iz vodotoka

- efikasna zaštita vodotoka od zagaĊenja

4

1.1 Područje koristi od rijeka

Koristi od rijeka:

1-zahvaćanje, crpljenje i upotreba voda za razne namjene (vodosnabdjevanje,

tehnološke vode, navodnjavanje

2-proizvodnja elektriĉne energije

3-uzgoj riba (ribogojstvo)

4-plovidba

5-sport, rekreacija, kupanje itd

•Tri bitna naĉina korištenja voda:

-Prvi način:

Koristimo vodu iz rijeka tako da se bespovratno oduzme iz vodotoka ili da se u njega vrati

sa promijenjenim fiziĉko-hemijskim osobinama (vezano za 1)

Promjena fiziĉkih osobina: voda koja se koristi za tehnološke potrebe

Primjer promjene fiziĉkih osobina: rashladna voda zagrijana se vraća u vodotok

5

Promjena hemijskih osobina: za sanitarne potrebe i dijelom se oneĉišćena vraća u rijeku

-Drugi način:

Koristimo snagu iz rijeka ne oduzima se vodna koliĉina niti se mijenjaju osobine (pod 2)

-Treći način:

Voda se koristi kao medij ne oduzima se iz vodotoka i ne koristi se vodna snaga (3,4,5)

•GraĊevine na vodotoku za zahvaćanje vode mogu imati razliĉita tehniĉka rješenja

•Tehniĉko rješenje f-ja stepena regulacija vodotoka i obima radova

6

Primjer A: GraĊevina za zahvat vode za vodosnabdjevanje

-Zahvat na samoj obali mali zahvati na ureĊenju vodotoka

-Potrebno uzvodno i nizvodno izvesti zaštitu obale

-GraĊevina zahvata uvuĉena u obalu zaštićena od leda i udara trupaca koje voda nosi

-GraĊevina velike H zbog velike oscilacije vodotoka

7

Primjer B: GraĊevina za zahvat vode za vodosnabdjevanje

-Zahvat isturen i ulazi u protoĉni profil vodotoka

-Mogući udari leda i trupaca dodatna zaštita odgovarajućom konstrukcijom

-Treba urediti obalu radi stabilizacije profila vodotoka

-Uahvat manje H i neosjetljivo za povremeno potapanje VV

8

Regulacija vodotoka radi proizvodnje El. E:

-Obim regulacije može biti veoma veliki

-UreĊenje korita na dionici koja je u uticaju sistema

-Podruĉje regulacije može biti i kratko (slika)

Slika: regulacija nizvodno od brane (velike turbulencije)

regulacija uzvodno (radi poplava uspor vode)

regulacija uzvodno: odbrambeni nasipi

- Veliki uticaji HG na regulaciju vodotoka:

gradnja kanala

izmještanje postojećih vodotoka ...

9

Primjer: korištenje vode za ribogojstvo

-Obiĉno nema posebnih i velikih radova na regulaciji vodotoka

-Radovi: ureĊenje zahvata za vodu i ispust vode u vodotok

-Problem: lokacija povoljnog mjesta u vodotoku za zahvat vode (stabilan zahvat u f-ji t)

-Problem: rješavanje nanosa u bazenu za uzgoj riba

10

Primjer: korištenje rijeka za plovidbu

-Veoma zahtjevna aktivnost sa aspekta regulacije vodotoka

-Osigurati dovoljan plovni gabarit i dovoljan radijus zavoja na plovnoj dužini

-Izvesti dovoljan i potreban broj HG (pristanište ...)

-Pristanište (rijeĉna luka): dio vodotoka za aktivnosti plovidbe na rijekama

11

•U gradovima: obale mora (Neum), jezera (Jajce), akumulacija (Modrac), veće rijeke

(Bos. Šamac i Brĉko), vještaĉki kanali

•Pristaništa (luke): - pretovar ljudi i roba

- usluge na nivou vangradskog vodnog saobraćaja

- sastavni dio gradske saobraćajne infrastrukture

Plovni putevi:

•Plovni putevi: - ne treba nikakvo graĊenje puta (prirodno stanje)

- nema troškova amortizacije

- prevoz jeftiniji, ali i sporiji

- pogodan za kabastu i masivnu robu (nafta, žito, ugalj ...)

12

Riječna luka Vukovar

Kranovi u luci Brčko

13

Uslovi za plovidbu

•Rijeka mora ispuniti plovidbene uslove

•Najmanja plovna dubina svugdje približno ista max. gaz plovila (Gpl):

Dmin – najmanja plovna dubina

Dplmax – maksimalni dopušteni gaz plovila

DGrez – neophodna rezerva od 0,1 do 0,3 m

Uslovi za odreĎivanje maksimalne plovne dubine

•Min. plovna dubina: propisuje se za svaku rijeku ili kanal max. gaz plovila pod

punim teretom plovidbeni put redovno održavati (uklanjati potopljene

predmete, kamenje ... )

14

Pristaništa

•Na obali – pretovar robe, ukrcavanje i iskrcavanje putnika

•Pristaništa: na kanalu, na jezeru i akumulaciji, rijeci, moru

•U BiH: Luke od znaĉaja (Bos. Šamac, Brĉko, Neum)

•Rijeĉna pristaništa: - na otvorenoj obali

- bazenska pristaništa

•Rijeĉna pristaništa: opća i specijalna

•Pristanište: ima vodni dio (akvatorij) i kopneni dio

•Granica izmeĊu ovih dijelova = pristanišna obala

•Pristanišna obala: a) operativna (teretna i putniĉka)

b) neoperativna

15

Riječno bazensko pristanište

•Vodeni dio (akvatorij): prilazi sa plovnog puta, sidrišta, zaštitne graĊevine od

vjetra, leda, nanosa ...

•Kopneni dio: pretovarni ureĊaji, prilazni kolosijeci i putevi, skladišta ...

16

Akvatorij pristaništa

17

Obalni (kejski) zidovi

•Prirodne obale uglavnom nisu pogodne za pristajanje plovila

•Grade se obalni (kejski) zidovi obraĊuje se obala

Masivni kejski betonski zid

•Uloga kejskih zidova:

- obezbjeĊuju potrebnu H vode duž obale

- omogućavaju uslove za stabilno fundiranje skladišta i saobraćajnica

- obezbjeĊuju obalu od rušenja usljed hidroloških promjena u akvatoriju

18

•Obalni zidovi u popreĉnom presjeku:

- vertikalni

- kosi (nagib 1:1,25)

- mješoviti (vertikalno-kosi)

•Kosi dio: ĉesto obložen lomljenim ili obraĊenim kamenom

•Obalni zidovi: ugraĊene bitve za vezivanje plovila

•Vertikalni zidovi:

- beton (masivni potporni zidovi)

- armirani beton na visokom roštilju i na šipovima

- ĉeliĉne i ab talpe

19

Projektovanje pristaništa

•Odgovarajuće hidrološke (poseban znaĉaj), geološke i geomehaniĉke podloge

•Podaci o klimatskim uslovima

•Podaci o plovnim vozilima koja će pristajati

•Projektovanje obalnih zidova spoljne sile:

- vlastita težina

- opterećenje od tereta u podruĉju zida

- vertikalno opterećenje (dizalice, vozna kompozicija, susjedni objekti ...)

- horizontalni pritisak plovila

- aktivni i pasivni pritisak tla (uzeti i PV)

- hidrostatiĉki pritisak vode akvatorija

- pritisak leda . . .

20

1.2 Područje zaštite od štetnog dejstva voda

1) UreĊenje vodotoka:

- gradnja i održavanje regulacijskih i zaštitnih vodnih graĊevina

- gradnja vodnih graĊevina za odvodnju i održavanje vodotoka

2) Odbrana od poplava, odbrana od leda, zaštita od erozije i bujica

3) Melioracijska odvodnja

21

Uĉinci štetnog dejstva voda:

22

•Osnovni zadatak regulacije vodotoka: gradnja sistema koji će poplave i štete od erozija

smanjiti na najmanju moguću mjeru

•Melioracijska odvodnja: posebna podkategorija regulacije vodotoka

•Regulacija vodotoka se ne može odvojiti od melioracijske odvodnje

•Elementi sistema za melioracijsku odvodnju: CS i ustave

Melioracijska odvodnja

23

1.3 Područje zaštite voda

-Ispuštanje otpadnih voda u recipijent

-Sa aspekta regulacije vodotoka: ispuštanje otpadnih voda nema posebnih radova

-Potrebno lokalno urediti korito na mjestu ispusta vode u vodotok

Prečišćavanje voda prije ispuštanja u recipijent (vodotok)

-Ispuštanje oborinskih voda i tehnoloških otpadnih voda

-Separatori ulja i masti

24

Potrebni uslovi za pravilno inženjersko rješavanje regulacije vodotoka:

1. Upoznavanje rijeke (vodotoka)

2. Tumaĉenje zakonitosti rijeĉnog režima

3. Opisivanje fiziĉkih zakona matematskim putem

4. Upoznavanje sa pravilnim tehniĉkim rješenjima za regulaciju vodotoka

Poplave iz 2002. godine u velikom dijelu Evrope:

- nema sigurnog sistema za zaštitu od poplava

- uvijek postoji vjerovatnoća otkazivanja sistema (objekta) za regulaciju vodotoka

- pojave hidroloških dogoĊaja koje su veće od projektnih kriterija

25

Poplave u Evropi (2002. godina)

26

Erozija obale

Erozija obale:

-Ĉesta pojava u vodotocima

-Kod velikih dubina vodotoka teže rješenje

-Gradnja obaloutvrda

27

2. OSNOVNE DEFINICIJE I PODJELE VODOTOKA I REGULACIJA

Definicija vodotoka

•Definicija vodotoka može se definisati preko definicije rijeke

•RIJEKA: prirodni tok vode koja pod uticajem g teĉe koritom i sama ga formira i erodira

Podjela vodotoka

•Pristup rješavanju problema kod regulacije razliĉit (bujiĉni tok ili rijeka)

•Podjela u geografskom smislu:

- bujice,

- brdski potoci,

- potoci,

- rijeke.

28

•Podjela prema veliĉini vodotoka:

- brazde,

- jarci,

- jaruge,

- potoci,

- rijeke (male i velike).

•Navedene podjele: predmet subjektivne procjene (nemaju kvantifikaciju)

•Podjela prema vodoprivrednom tretmanu:

- melioracijski kanali (širina dna b<1m),

- mali vodotoci (1m<b<20m)

- rijeke (b>20m)

29

•Podjela vodotoka prema karakteristikama režima teĉenja:

- atlantski tip,

- kontinentalni tip,

- planinski tip,

- sredozemni tip,

- monsunski tip,

- ekvatorijani tip,

- pustinjski tip.

30

Karakteristike tipova vodotoka prema osnovnim karakteristikama reţima tečenja

31

Definicija regulacije vodotoka

•Skup gradnji i mjera kojima mijenjamo prirodne osobine na vodotoku radi:

- što racionalnijeg korištenja voda

- što efikasnije zaštite od štetnog dejstva voda iz vodotoka

- što efikasnije zaštite vodotoka od zagaĊenja.

•Razlikujemo: regulacije korita vodotoka i regulacije vodnog režima

•Regulacije korita vodotoka = ureĊenje korita i graĊevine vezane uz samo korito

32

Definicije vezane uz korito vodotoka

•Obala = crta presjeka korita vodotoka i okolnog terena

•Korito vodotoka: lijeva i desna obala (u smjeru teĉenja)

•Konkavna obala = vanjska obala na zavoju vodotoka

•Konveksna obala = unutarnja obala na zavoju vodotoka

•Osnovni pojmovi kod grafiĉkog prikazivanja vodotoka:

-Infleksija (prijevoj)=mjesto promjene karaktera zakrivljenosti trase vodotoka

-Sirfleksija=mjesto zajedniĉke tangente dva istosmjerna zavoja trase vodotoka

-Talweg=spojnica taĉaka najvećih dubina u popreĉnim profilima

-Matica=spojnica taĉaka najvećih brzina u popreĉnim profilima

-Osa=linija jednako udaljena od obala

-Težište=spojnica linija koje dijele okvašenu P na jednake polovine u popr. profilima

33

Osnovne definicije korita vodotoka

34

•Korita je jedna cjelina

•U popreĉnom presjeku korita razlikujemo:

1. korito za srednju vodu

2. korito za veliku vodu

3. glavno korito

4. inundacije

5. nasip

6. visoka obala

35

•Korito za srednju vodu: njime uglavnom teĉe voda većim dijelom godine

•IzmeĊu korita za srednju vodu i višeg terena (povremeno se pojavljuje voda)=inundacije

•Korito za srednju vodu + inundacije = korito za veliko vodu

•Rijeke stalno mijenjaju smjer trasa zavojita linija

•MEANDAR = oštar i dug zavoj korita vodotoka

•Meandar (po turskoj rijeci Menderes korito jako krivudavo)

•MEANDROM = zavoj ĉija je L > od L upisanog kružnog luka

36

3. INŽENJERSKI PRIKAZ VODOTOKA

•Grafiĉki prikaz vodotoka = inženjerski prikaz

•Prostorna geometrija korita vodotoka:

- situacija sa tlocrtima

- popreĉni profili

- podužni profili

•R 1:1000 do 1:25000

•Pregledne situacije: R 1:5000 do 1:25000 (f-ja veliĉine vodotoka)

•Tehniĉka rješenja: R 1:1000 (f-ja veliĉine vodotoka i nivoa projekta)

•Topografija terena: izohipse i apsolutne visineske kote

•Situacija: prikazane sve vidljive graĊevine i infrastruktura (podzemna i nadzemna)

Situacije:

37

•Korito vodotoka: prikazujemo obalnu liniju, osu korita i urez vode

•Korito velikih vodotoka (rijeka): prikazujemo izohipsama ili izobatama

•Izobate: kod plovnih vodotoka

•IZOBATE: presjeĉnice ravni paralelenih sa vodnim licem 95%-nog trajanja i korita rijeke

•Situacija – potrebno naznaĉiti:

- stacionažu,

- kilometražu,

- pozicije popreĉnh profila,

- broj profila.

-Stacionaža = udaljenost taĉke na osi korita od ušća (uvijek od ušća stacionaža)

-Kilometraža = za plovne rijeke

-Mjesto popreĉnog profila sa oznakom profila

38

39

40

Skica prikaza korita izohipsama i izobatama

41

Poprečni profil:

-Popreĉni profil vodotoka

-U iskrivljenom mjerilu (da se naglase visine u odnosu na dužinu)

-R zavisi od veliĉine vodotoka i nivoa projektovanja (obiĉno R 1:100/10 do 1:1000/100

-Svaki PP mora imati oznaku stacionaže i broj profila

-Na PP naznaĉiti lijevu i desnu stranu vodotoka

-PP slijede stacionažu usmjereni nizvodno

-Na PP naznaĉiti visine taĉaka i karakteristiĉne vodostaje vodotoka

42

Poprečni profil vodotoka

43

Podužni profil:

-Kao i PP prikazuje se u iskrivljenom mjerilu

-Grafiĉki i tabelarni dio prikaza

-R f-ja veliĉine vodotoka i nivoa projektovanja (obiĉno R 1:1000/100 do 1:10000/1000)

-Grafiĉki dio: prikazuje nasipe obale, vodna lica i dno korita

-Razlika izmeĊu nasipa lijeve i desne obale grafiĉki ih prikazati i opisati oznake

-Dno korita oznaĉavamo linijom talwega (spojnica najvećih dubina)

-Tabliĉni dio prikaza: svi numeriĉki podaci nacrtani u grafiĉkom dijelu

-Tabliĉni dio: visinske kote nasipa, obala, dna i vodostaja; oznaka profila; stacionaža ...

44

4. MORFOLOGIJA RIJEČNOG KORITA

•Morfologija = nauka o oblicima

•Rijeĉna morfologija = morfologija rijeĉnog korita

•Zadatak morfologije: opisivanje osnovnih parametara korita vodotoka

•Procesi formiranja korita vodotoka dugotrajni

•Rijeĉni tok: tri karakteristiĉne cjeline (gornji tok, srednji i donji tok)

•Procesi u tokovima razliĉiti

45

•GORNJI TOK (karakteristike):

- najveći podužni padovi i v daleko > vkrit silovito teĉenje

- veliki padovi velika erozija i na koritu i u slivu

- rijeĉna dolina uska i ograniĉena brdima

- ĉeste i i nagle promjene smjera toka

- ĉeste pojave brzaka i vodopada

- nepravilno vodno lice prati oblik korita

- konture korita nepravilne

- ĉeste promjene pada dna korita

- ĉeste pojave bujica u slivu

46

•SREDNJI TOK (karakteristike):

- podruĉje srednjih padova (0,5% do 5,0%)

- nejasan prelaz iz gornjeg u srednji tok

- v od 1m/s do 2,5m/s

- vuĉeni nanos šljunĉani sa primjesama pijeska

- korito stabilnije nego u gornjem i donjem toku

•DONJI TOK (karakteristike):

- korito izgraĊeno u aluviju (vlastiti nanos)

- mali podužni padovi

- v manje od 1m/s

- pri manjim vodama taloži se nanos manji proticajni profil vodotoka

- vuĉeni nanos sitni šljunak koji prelazi u pijesak

- dosta ujednaĉen vodni režim

47

Podjela riječnog toka sa osnovnim karakteristikama

-gornji tok:problem stabilnosti korita

-gornji tok:problem zadržavanja nanosa

-srednji tok:nema problema sa stabilnosti

-donji tok:veliki problemi regulacije

-donji tok:korito nestabilno, prom. Položaj

-donji tok:dimenzije vodotoka velike

48

5. PRAVILNO VOĐENJE TRASE

•Trasa osnovni korak u projektovanju

•Trasiranje vodotoka ima svoja ograniĉenja i pravila

•Saznanja o karakter. vodotoka (morfologija) i pravila struke geometrija vodotoka

• Kod voĊenja trase odrediti 3 odnosno 5 linija:

1. Osa vodotoka

2. Obale vodotoka

3. Osa nasipa

• Kod malih vodotoka (B dna do 20m):

1.Osa vodotoka postavlja se u zavojima sa što manje dionica u pravcu

2.Zavoji su kružni (Rmin=5B) 3.Susjedni zavoji ne smiju imati znatno razliĉite R

4.Obale se trasiraju paralelno sa osom 5.Osa nasipa postavlja se na naĉin da se R

zavoja povećavaju

49

• VoĊenje trase rijeka je složenije slijedeća pravila:

1. Osa vodotoka postavlja se u zavojima i protuzavojima

2. Konstrukcija zavoja pomoću kružnih krivina i klotoida

3. Min. R kružnice R=5B

4. L zavoja 8B do 10B

5. IzmeĊu protivsmjernih zavoja umeće se meĊupravac L=2B

6. Obale vodotoka: trasirati tako da se širina vodotoka poveća u kružnom dijelu zavoja

7. Nasipi se trasiraju tako da se ublažavaju zavoji ose korita

50

6. REŽIM NANOSA

•Prostorna i vremenska raspodjela nanosa

•Nanos = krute tvari u tekućoj vodi (kreću se stalno ili povremeno)

•Tri vrste nanosa:

- vuĉeni nanos

- suspendirani nanos

- lebdeći nanos i plutajuće tvari

•VUĈENI NANOS: usljed erozije dna u srednjem toku i gornjem toku

krupnije granulacije (izgraĊeno korito od vuĉenog nanosa)

•LEBDEĆI NANOS: sitne suspendovane ĉestice

usljed površinske erozije u slivnom podruĉju

dio nanosa uĉestvuje u formiranju korita

51

Šematski prikaz vrste nanosa u vodnom toku

-Teško odrediti granicu izmeĊu vuĉenog i lebdećeg nanosa

-Mogući pokazatelj te granice Froudov broj (tj. Fr od 19)

52

Granični kriterij hidrauličkih uslova podjele nanosa

-Npr: zrno nanosa d=2mm pri v=2m/s dio vuĉenog nanosa

-Zrno nanosa d=2mm pri v=3m/s dio suspendovanog nanosa

•PLUTAJUĆE TVARI: posebna grupa nanosa

u hidrološkom smislu se ne mjere i ne bilježe

trupci, grane i razni otpadni materijal

neželjena pojava u vodotocima smanjenje proticajnog profila

53

Nakupine plutajućeg nanosa na stubu mosta

Plutajući nanos (slika):

- nepotrebno opterećenje konstrukcije mosta

- mogućnost podlokavanja temelja stuba mosta

- smanjen proticajni profil smetnja pri plovidbi

54

7. HIDRAULIČKI PRORAČUN VODOTOKA

•Rezultat matematskog modeliranja fizikalnih procesa

•Rijeĉna hidraulika:

- proraĉun teĉenja

- proraĉun stabilnosti korita

- proraĉun pronosa nanosa

- proraĉun promjene oblika korita

7.1 PRORAČUNI TEČENJA

-Najjednostavniji od svih proraĉuna

-Dijelimo ih na: teĉenje u kanalima

teĉenje u koritu za srednju vodu

teĉenje u koritu za VV

55

- Teĉenje u vodotocima NEUSTALJENO (kriterij promjene po t):

- Teĉenje u vodotocima nejednoliko (kriterij promjene v) – nejednoliko ubrzano teĉenje:

- Teĉenje u vodotocima turbulentno (kriterij odnosa sila inercije i viskoznosti):

56

-U vodotocima stalne promjene režima teĉenja (mirno – silovito) (odnos sila inercije i gravit.)

Uslovi mirnog teĉenja u vodotocima:

Uslovi burnog (silovitog) teĉenja u vodotocima:

h = dubina vode (m)

- U vodotocima trodimenzionalno teĉenje (kriterij dimenzionalnosti):

- U vodotocima teĉenje u neprizmatiĉnim koritima (duž korita stalna promjena geometrije)

57

-U vodotocima stalne promjene geometrije (kriterij stalnosti geometrije):

Geometrija korita f-ja t

- U vodotocima hrapavost korita promjenjiva (kriterij stalnosti hrapavosti korita):

-U vodotocima dvofazno teĉenje (kriterij faznosti) - mješavina vode i nanosa:

Dvije faze tečenja u prirodnim vodotocima (voda i nanos)

58

•Teĉenje u prirodnim vodotocima (ZAKLJUĈAK):

- neustaljeno

- nejednoliko (ubrzano ili usporeno)

- turbulentno

- stalne promjene režima teĉenja (mirno – burno)

- trodimenzionalno

- u neprizmatiĉnim koritima

- geometrija korita f(t)

- hrapavost korita prostorno i vremenski promjenjiva

- teĉenje dvofazno (voda + nanos)

•Složena pojava procesa teĉenja opisivanje matematskim putem

•Pojednostavljenja proraĉuna

59

7.1.1 Tečenje u kanalima

•Kanali = vještaĉki vodotoci

•Teĉenje – najjednostavniji sluĉaj kod teĉenja otvorenih vodotoka

•Pretpostavke teĉenja (pojednostavljenja):

-Teĉenje ustaljeno (za max. Q na strani sigurnosti za odreĊeni protoĉni profil)

-Teĉenje jednoliko (jednaki uslovi na pojedinim dionicama trase vodotoka)

-Teĉenje turbulentno (u prirodi ispravna pretpostavka)

-Teĉenje jednodimenzionalno (dominantna L kanala B i h su manje)

-Hrapavost korita const.

-Teĉenje jednofazno (voda)

-Profil kanala const. duž dionice

•Navedene pretpostavke: samo ako postoje uslovi za njih ne mogu za sve sluĉajeve

60

Proračun tečenja u kanalima (jednoliko stacionarno tečenje u prizmatičnom koritu)

• Postupak proraĉuna:

1) Odabrati geometriju kanala (strane, dno, pad dna)

2) Proraĉun h vode za dati Q

3) Ako geometrija ne odgovara za dati Q mijenjamo geometriju kanala

61

7.1.2 Tečenje u glavnom koritu (za srednju vodu)

•Glavno korito vodotoka: složena geometrija

•Hidrauliĉki proraĉuni danas raĉunarski programi (razne pretpostavke)

•Proraĉun teĉenja u koritu za srednju vodu (pretpostavke):

- teĉenje ustaljeno

- teĉenje nejednoliko (prirodna korita izrazito neprizmatiĉna)

- teĉenje konzervativno (uglavnom nema promjene Q po putu teĉenja)

- teĉenje turbulentno (u prirodi rijetko laminarno teĉenje ispravna pretp.)

- teĉenje 1-dimenzionalno (dominantna L kanala)

- teĉenje u neprizmatiĉnim koritima (profil korita se mijenja duž dionice)

- hrapavost korita const (ne mijenja se ni po prostoru ni po t)

- teĉenje 1-fazno (teĉenje bez nanosa)

62

•Hidrauliĉki proraĉun (korito za srednju vodu): odreĊivanje oblika vodnog lica izmeĊu 2 profila

•Proraĉun: Bernoulli-eva j-na

•Hidrauliĉki gubici izmeĊu dva profila: Manningove j-ne

Proračun tečenja u koritu za srednju vodu (nejednoliko stacionarno tečenje u neprizmatičnom kanalu)

63

POSTUPAK PRORAĈUNA:

-Iterativno

-Poznata geometrija susjednih profila

-Poznat nivo vode na i-tom profilu, poznat koeficijent hrapavosti, zadat Q

-Izraĉunati vodostaj na uzvodnom profilu i+1

-Prvo pretpostavljamo nivo vode na i+1 profilu

-Potom izraĉunamo nivo vode ho-1 pomoću Bernoullijeve j-ne

-Jasno da se pretpostavljeni i izraĉunati nivo vode na profilu i+1 neće podudarati

-Zbog toga provodimo iteracije dok se dvije vrijednosti ne podudare

64

Članovi u j-nama koji su u f-ji nepoznatog nivoa vode na profilu i+1 (ZAOKRUŢENO CRVENO)

65

Dijagram toka hidrauličkog proračuna izmeĎu dva vodomjerna profila

66

7.1.3 Tečenje u složenom koritu (za veliku vodu)

•Razliĉita hrapavost inundacije od hrapavosti korita za srednju vodu

•Proraĉun teĉenja uz pretpostavke:

- teĉenje ustaljeno (može se kritikovati zato što prolaze talasi kroz kratko t)

- teĉenje nejednoliko (korita veoma neprizmatiĉna)

- teĉenje konzervativno (obiĉno nema promjene Q po putu)

- teĉenje turbulentno (u prirodi teško naći laminarno teĉenje ispravno)

- teĉenje 1-dimenzionalno (dominantna L kanala ili vodotoka)

- teĉenje u neprizmatiĉnim koritima (profil korita se mijenja duž dionice)

- hrapavost nije const (mijenja se po popreĉnom profilu, a ne mijenja se sa t)

- teĉenje 1-fazno (teĉenje bez nanosa samo voda)

•Proraĉun: odreĊivanje oblika vodnih lica pri raznim Q na dionica izmeĊu 2 profila

poznata geometrija korita (PP i njihov razmak)

pretpostavljene hrapavosti glavnog korita i inundacije

67

•Raĉunarski programi: proraĉun složenih modela

•Pretpostavke proraĉuna: teĉenje u 3 dijela korita

•Tri dijelovi korita: korito za srednju vodu i lijeva i desna inundacija

• U dijelovima korita nema popreĉnog teĉenja na istom PP vodostaji isti u sva 3 dijela

•Uvodi se pojam MODULA PROTOKA (M):

•M dijelimo na tri dijela: M lijeve inundacije; M desne inundacije; M glavnog korita

•Dijelovi korita imaju:

- svoje geometrijske i hidrauliĉke osobine

- okvašeni O

- površinu protoĉnog presjeka F

- hidrauliĉki radijus R

- Manningov koeficijent hrapavosti n

68

•Uvode se oznake indeksa: LI i DI (lijeva i desna inundacija); indeks 0 (glavno korito)

•Slika dole: osnovni geometrijski i hidrauliĉki parametri za PP

69

•Pojednostavljenja proraĉuna u geometriji:

- zamjena R inundacija sa H vode u inundaciji

- O glavnog korita const.

Hidrauliĉki gubici izmeĊu 2 PP bit će jednaki razlici vodostaja izmeĊu ta 2 PP

srednji M

DL – razmak izmeĊu profila (PP)

I – podužni pad vodnog lica

70

7.1.4 Hrapavost otvorenih korita

•Hrapavost korita = hidrauliĉka karakteristika (odražava se na gubitke tokom teĉenja)

•Hrapavost: hrapavost površine i hrapavost forme korita

•Opisuje se preko koeficijenta hrapavosti

•Hrapavost: promjenjiva i stavlja se u f-ju protoka

•Hrapavost za manje vodotoke i kanale = obiĉno const.

•Hrapavost za veće vodotoke: odreĊuje se za pojedine dionice

•Od hrapavosti zavise rezultati hidrauliĉkih proraĉuna

•Hrapavost procjenjujemo prema stanju korita

•v toka u linearnoj vezi sa n koliko pogriješimo u procjeni n toliko griješimo i u v

•Q u linearnoj vezi sa n greška se prenosi i na Q (ako pogriješimo u procjeni n)

71

72

Apsolutna hrapavost korita

•Odnosi se na karakteristike površine preko koje teĉe fluid

•Dimenzionalna veliĉina mjerilo dužine

•Izraz za odreĊivanje n (Manning-ov koeficijent hrapavosti):

R – hidrauliĉki radijus

n – apsolutna hrapavost

73

Vrijednosti Manningovog koeficijenta za neke tipove korita vodotoka

•Inundacije: poseban problem odreĊivanja hrapavosti

•Obraslost inundacije utiĉe na otpore teĉenju

74

8. PRORAČUN STABILNOSTI KORITA

•Kategorija hidrauliĉkih proraĉuna

•Dva problema kod regulacije vodotoka:

- globalna stabilnost korita

- lokalna stabilnost korita

GLOBALNA STABILNOST KORITA

-Promjene po cijeloj L neke dionice vodotoka

-Pronos vuĉenog nanosa prirodna pojava kod vodotoka

-Pokretanje nanosa narušavanje stabilnosti

-Narušavanje stabilnosti smiĉuća naprezanja kojima voda djeluje na dno korita >

vrijednosti kojima se ĉestice na dnu mogu oduprijeti

-Teĉenje u koritu gravitacijske i inercijalne sile

75

LOKALNA STABILNOST KORITA

-Promjene u koritu lokalnog znaĉaja

-Rezultat graĊevinske aktivnosti u protoĉnom profilu (gradnja stubova mosta ...)

-Lokalna stabilnost: uzrok i kretanja vodnih ĉestica zbog pojave talasa na površini

-Problem stabilnosti: ugrožavanje stabilnosti graĊevina na vodotoku ili samog korita

-Narušavanje globalne stabilnosti produbljenje korita korito drenira podzemlje

76

8.1 Pristupi proračuna globalne stabilnosti korita

1. Pristup dopuštenih smiĉućih napona

2. Pristup graniĉne brzine toka

1. DOPUŠTENA SMIĈUĆA NAPREZANJA

- Razmatra se prosjeĉna naprezanja po konturi vodotoka

- Naprezanja > dopuštene vrijednosti za materijal od koga je graĊeno korito

Narušavanje stabilnosti i pokretanje nanosa

77

•Prosjeĉna smiĉuća naprezanja = “vuĉna sila” (A)

•(A) odrediti za dionicu korita dužine DL postavljanjem j-ne održanja koliĉine kretanja

•U j-ni za “vuĉnu silu” figuriše: r, g, R i I (podužni pad)

•R kod širokih korita možemo zamijeniti sa h (dubina vode)

•“Vuĉna sila” = naprezanje po konturi

•Korito vodotoka: smiĉuće naprezanje nejednako raspodjeljeno po konturi korita

78

RASPORED SMIĈUĆIH NAPREZANJA

PO OKVAŠENOM OBODU

Raspodjela smičućih naprezanja po konturi trapeznog korita

Tabela: Koeficijenti korekcije vučne sile za dno i pokose

79

2. GRANIĈNA BRZINA TOKA

•v vode ne smije preći vg (graniĉna vrijednost v)

•vg se definiše u f-ji preĉnika zrna nanosa i h vode

•Moramo poznavati v vode na dnu (to nije jasno definisan pojam)

ds – srednji preĉnik zrna nanosa (na dnu)

h – dubina vode (A)

•(A) važe za graniĉno stanje

•Do pokretanja zrna dolazi i pri manjim v (vg), tj:

•Graniĉna v punog razvoja nanosa iznosi:

80

•Graniĉna v za pokos iznosi: gdje je:

•Za vezane materijale vg možemo odrediti iz literaturnih podataka:

Tabela: Granična brzina vode za vezane materijale

81

8.2 Problemi lokalne stabilnosti korita

•Lokalna erozija: mjesta gdje je strujna slika poremećena

•Poremećaj strujne mreže uticaj uronjenog tijela (HG)

•Primjer: stubovi mosta u koritu vodotoka, regulacijske graĊevine, pragovi ...

•HG u toku vode smanjuje proticajni profil, pojava uspora remeti se strujna slika

- pojava uslova za veće odnošenje materijala sa dna korita

- stabilnost HG ugrožena zbog ispiranja materijala u koritu

- proces produbljenja korita u zoni uticaja HG je konaĉan

uspostava ravnoteže: jednakost kol. nanosa koji ulazi i koji izlazi (ispire se) iz kaverne

82

•Problem lokalne erozije kod:

- stubova mosta

- nasipa upornjaka mostova

- regulacijskih graĊevina

- oštrih zavoja

- pojave vjetrovnih valova ...

83

Podlokovanje oko stuba mosta

- Dubina podlokavanja oko stuba mosta (hse):

C1=2,0 kružni popreĉni presjek stuba

C1=2,2 kvadratni i izduženi popreĉni presjek Froudov broj toka

84

9. REGULACIJSKI RADOVI NA KORITU VODOTOKA

•Dosta skupi radovi veliki obim radova i specifiĉni uslovi gradnje

•Tražimo jeftinija rješenja prirodni materijali (u blizini vodotoka)

•Regulacijske graĊevine (RG) sa konstruktivnog aspekta jednostavne

•Problem RG: odabir tipa konstrukcije, smještaj u prostoru i oblikovanje konstrukcije

•RG smatrati kao dio vodotoka drugaĉiji tok vode, kretanje nanosa sa RG

•Specifiĉnost uslova: dio RG gradimo u vodi koja teĉe (mali vodotoci možemo skrenuti tok)

•Kod rijeka za RG koristiti polufabrikate (ne možemo skrenuti tok rijeke)

85

Podjela regulacijskih graĎevina

86

•RG koristiti da utiĉemo na uzroke neželjenih stanja u koritu, a ne na sanaciju tog stanja

•Odabir RG f-ja namjene regulacije

•Osnovne namjene regulacija:

- omogućavanje pronosa nanosa bez smetnji

- smanjenje erozije i izazivanje taloženja na odreĊenim mjestima

- povećanje protoĉne moći korita

- produbljivanje korita

- kombinacija prethodnih namjena

•Pronos nanosa bez smetnji: pravilno trasiranje ose vodotoka i obalnih linija

•Smanjenje erozije: proširenjem protoĉnog presjeka, smanjenjem pod. pada (I)

•Povećanje protoĉne moći: uklanjanjem naglih promjena presjeka korita, povećanjem I

87

9.1 NASIPI

•Pojam nasipa = hidrotehniĉki nasipi

•Nasipi = RG izvan glavnog korita (svrha zaštita podruĉja od plavljenja VV)

•Nasipi: formiraju tzv. vještaĉko korito za VV

•Za nasipe potrebno definisati:

- trasu

- profil (visina krune, nagibi pokosa, položaj i širina berme)

- presjek (konstrukcija unutar profila – materijal, slojevi, debljina)

88

Trasa nasipa

•Složen problem

•Tehniĉka kategorija problema (f-ja hidroloških, geodetskih, hidrauliĉkih, geoloških faktora ...)

•Prostorna kategorija problema (površina pod nasipom)

•Ekonomska kategorija problema (vrijednost zemljišta koje branimo, cijena gradnje ...)

•Podjela nasipa sa tehniĉke strane:

- regulacijski nasipi

- odbrambeni melioracijski nasipi

Regulacijski nasipi: formiramo korito za VV (ostvariti pravilan Q i pronos nanosa)

Odbrambeni melioracijski nasipi: sprijeĉavanje plavljenja podruĉja

89

•Podjela nasipa prema trasi:

1. glavni nasipi

2. ljetni nasipi

3. obuhvatni nasipi

4. dolmice

5. usporni nasipi

6. prikljuĉni nasipi

7. popreĉni nasipi

Podjela nasipa po funkciji (osnova i presjek 1-1)

90

GLAVNI NASIP

-Regulacijski nasip kojim se odreĊuje korito za VV

-Trasa približno paralelno sa glavnim koritom (ublažavanje r zavoja veći Q i veća v)

-Veća v (ubrzanje evakuacije VV) nije uvijek ispravno (moguće ugrožavanje nizvodno)

-Gradnjom nasipa smanjujemo prirodne inundacije

LJETNI NASIP

-Štiti podruĉje od VV tokom vegetac. perioda (ako su one manje od VV van veget. perioda)

-Namjena: zaštita poljoprivrednih podruĉja (nasipi manje H od glavnih)

-Prelivni nasipi (dimenzioniranje konstrukcije obratiti pažnju !!!)

-Ekonomiĉnost treba dokazati u f-ji koristi od poljoprivredne proizvodnje

91

OBUHVATNI NASIPI

-Zaštita od poplava lokalnih podruĉja (manje urbane ili ruralne sredine)

-Alternativa glavnim nasipima ako su jeftiniji

-Problem: potreba crpljenja unutarnjih voda koje putem oborina padnu na branjeno podruĉje

DOLMICE

-Zaštita podruĉja od procjednih i podvirnih voda (procjeĊivanje kroz temeljno tlo)

-Trasa paralelno sa glavnim nasipom

USPORNI NASIPI

-Paralelno sa pritocima glavnog vodotoka sliva

-Sliĉni glavnim nasipima (obiĉno prelaze u glavni nasip)

-Namjena: odbrana podruĉja od uspornih voda (zbog pojave VV glavnog vodotoka)

-Dimenzija f-ja efekta usporavanja toka usljed visokog vodostaja u glavnom koritu

92

PRIKLJUĈNI NASIPI

-Povezuju glavne nasipe sa terenom

-Moguća ušteda u troškovima gradnje sistema

POPREĈNI NASIPI

- Dijele branjeno podruĉje na više podpodruĉja (veća sigurnost sistema ako popusti gl. nasip)

PRISTUPNI NASIPI

-Namjena komunikaciji saobraćajnica i nasipa

-Namjena: obilazak nasipa u sluĉaju proglašenja odbrane od poplava

93

Profil nasipa

•OdreĊene vanjske konture nasipa (kota krune, širina krune, nagibi pokosa, berme)

•Profil nasipa f-ja namjene nasipa, hidrauliĉkog proraĉuna za VV, vrste materijala

Profil glavnog i ljetnog nasipa

94

Presjek nasipa

•Presjek odreĊuje vrstu materijala, debljine slojeva pojedinih materijala

•Presjek: konstrukcijom mora odolijevati djelovanjima vode

•Hidrostatiĉko djelovanje: nastajanje kliznih ravni, slijeganje, procjeĊivanje vode

•Hidrodinamiĉko djelovanje: oštećenje od valova, od udara leda, od prelivanja

•Nasipi: potrebne velike koliĉine materijala za gradnju (kvalitet materijala – pozajmišta)

•Dovoljno kvalitetnog materijala: nasip homogenog presjeka

•Dostupan materijal propustan gradimo nepropusno jezgro ili ekran

•Nasipi za dugotrajno dejstvo vode: tijelo nasipa, nepropusno jezgro, drenažni sistem

- Tijelo nasipa: treba odoljeti hidrostatiĉkom dejstvu

- Nepropusno jezgro: sprijeĉiti procjeĊivanje vode kroz tijelo nasipa

- Drenažni sistem: odvodnja eventualne procjedne vode (da tijelo ostane suho)

95

•Voda nepovoljno djeluje na nasip konstrukcijom eliminisati taj uticaj

•Tijelo nasipa natopljeno vodom:

- materijal nasipa može promijeniti V povećanjem vlažnosti deformacija

- nakon povlaĉenja VV zaostala voda u nasipu uzrokuje veće porne pritiske

- za vrijeme VV procjeĊivanje kroz tijelo nasipa

•ProcjeĊivanje kroz nasip ugrožena konstrukcija i stabilnost nasipa

•Na prelazu iz tijela nasipa u dren predvidjeti filtar

•Filtar: sprijeĉava ispiranje materijala tijela nasipa

96

Tipovi presjeka nasipa (A – najnepropusniji materijal D – najpropusniji materijal)

97

•Projektovanje nasipa: bitan proraĉun procjednih voda kroz tijelo nasipa

•Na nizvodnoj strani održavati dopušteni nivo vode (gradnjom kanala za procjednu vodu)

•Dimenzioniranje tih kanala znati koliĉinu vode koja se procjeĊuje

•Realan problem: nestacionarno procjeĊivanje kroz anizotropan materijal složen problem

Slika: pojednostavljeni postupci za

proračun specifičnog protoka procjedne

vode (q) za homogen i izotropan

materijal propusnosti (k) i za

stacionarno stanje

98

Tipovi presjeka nasipa sa nepropusnim jezgrima i ekranima

99

Tipovi presjeka nasipa za dugotrajno djelovanje vode

100

Principi dreniranja nasipa

101

•Na slici (dole): primjena jednostavnih postupaka za rješavanje problema kada je nasip

propusnosti k1, temeljen na materijalu razliĉitog koeficijenta propusnosti k2

-Tijelo nasipa fiktivno produžimo do nepropusne granice (crtkano na slici)

-Zanemari se uĉinak temeljnog materijala izvan konture

-Proraĉunamo procjednu vodu (q) pretpost. fiktivan nasip od mat. propusnosti k1

-Dobijene vrijednosti redukujemo sa omjerom d materijala pripadajuće propusnosti

-Zbirom redukovanih veliĉina procjednih voda dobijemo ukupnu koliĉinu q

Metoda proračuna procjednih količina za

dvoslojni homogeni i izotropan materijal

nasipa

102

9.2 DEPONIJE (kamene naslage)

•RG izvan glavnog korita sprijeĉavaju dalju eroziju obale

•Grade se na projektovanoj trasi obale izvan korita vodotoka

•Jednostavne konstrukcije (obiĉan nasip od kamenog materijala)

•Kamen mora odolijevati hidrodinamiĉkom dejstvu vode

•Nasip može biti djelimiĉno ukopan u tlo ili da se gradi suhozid

•Proces erozije i širinje vodotoka = postupan proces i teško predvidjeti eroziju obala

•Radi sprijeĉavanja erozije grade se deponije (kamene naslage)

•Deponije se nakon što ih vodotok podlokava i uruši, oblože pokose obale

•Poslije obalu uredimo u konaĉan oblik

103

Šematski prikaz deponija (kamenih naslaga)

104

9.3 OBALOUTVRDE

•RG u koritu vodotoka (štitimo obalu od erozije)

•Veoma ĉeste RG

Šematski prikaz obaloutvrde

105

•Razne tipove obaloutvrda koristimo u vodogradnjama

•Podjela: vertikalne i kose konstrukcije (razlika u konstrukciji u prenosu horiz. opterećenja)

•Vertikalne konstrukcije: horiz. opterećenja trebaju prenijeti u tlo

•Kose konstrukcije: samo tlo preuzima horiz. opterećenja (pitanje stabilnosti kosina)

•Vertikalne konstrukcije:

- gravitacijske konstrukcije (hor. opt. prenose se na tlo posredstvom vl. težine RG

(u konstrukciji nema zatežućih naprezanja)

- konstrukcije gdje se hor. opt. prenose u tlo preko unutarnjih sila u konstrukciji

(postoje zatežuća naprezanja)

106

Podjela tipova obaloutvrda

9.3.1 Vertikalne obaloutvrde

-Koriste se u specifiĉnim uslovima

-Cijena gradnje > od kosih konstrukcija (ĉesto nemoguće riješiti kosu konstrukciju)

-Vertikalne konstrukcije opravdane: obaloutvrda se koristi i za pristajanje plovila,

korištenje obale za sport, rekreaciju ...

107

Šematski presjek vertikalne gravitacijeske betonske

konstrukcije obaloutvrde sa naznakom sila koje djeluju

W-vlastita težina zida

FF-trenje

Fp-sila pasivnog pritiska

FL-povećanje sile aktivnog pritiska zbog

korisnog opterećenja

FA-sila aktivnog pritiska

FH-hidrostatiĉka sila

FU-uzgon

-Konstruktivno: vertikalne obaloutvrde su potporne graĊevine

-Posebnost: postaju obala vodotoka kojim teĉe voda (specifiĉno djelovanje)

-Klasiĉne provjere stabilnosti kao kod potpornih graĊevina i provjera na dejstva vode

108

Narušavanje stabilnosti gravitacijskog zida:

klizanje po temeljnoj plohi, prekoračenje dopuštenih napona (popuštanje temeljnog tla), klizna ploha izvan

konstrukcije, prevrtanje zida, podlokavanje usljed erozije, hidraulički lom tla

109

Gravitacijske obaloutvrde od gabiona

•Koriste se ĉesto u regulacijama vodotoka (vodopropusne i prilagodljive)

•PrilagoĊavaju se neravninama temeljnog tla i deformacijama tokom eksploatacije

•Pocinĉane ĉeliĉne mreže (korpe) sa slojem pvc-a (i polimerne mreže)

•Ispuna kameni materijal (otporan na habanje, uticaj mraza ...)

110

- Gabionske korpe su dužine 2,0 do 4,0 m, širine 1,0 m i visine 0,5 m i 1,0 m.

-Gabionski zidovi: prazne korpe postave na mjesto gdje se treba graditi potporna

konstrukcija, a onda se ruĉno ili eventualno manjim utovarivaĉem korpe napune, zatvore

svojim poklopcem i meĊusobno uvežu žicom.

-Ovaj proces rada se obavlja dok se ne postigne potrebna i projektom predviĊena visina

potporne konstrukcije.

Primjena gabiona u hidrotehničkim radovima (zaštita obale od erozije)

111

Armirano betonski zidovi i dijafragme

- Koristimo ih kada je skuĉen prostor ili ako iz posebnih uslova treba da se primjene

-AB potporni zidovi se danas kod nas i najviše grade, (ploĉa i rebro).

-Savijanjem prenose opterećenje sila aktivnog pritiska.

-Potrebna ravnoteža sila koje djeluju na potpornu konstrukciju osigurava se težinom

zasipa na samom temelju odnosno ploĉi temeljne trake ili oblikovanjem zida.

-Dimenzije temeljne konstrukcije AB potpornog zida odreĊujemo na naĉin da budu

zadovoljeni uslovi deformacije, dopuštenih opterećenja i sigurnost zida protiv klizanja.

112

9.3.2 Kose konstukcije obaloutvrde

•Veoma zastupljene zbog jednostavnog izvoĊenja i cijene gradnje

•Svaka kosa obaloutvrda ima dva bitna elementa:

- obloga

- posteljica

113

•Obloga: štiti konstrukciju od direktnih erozijskih sila vode (strujanje, valovi)

•Obloga: vodopropusna i fleksibilna (prilagodljiva deformacijama)

•Posteljica: višestruka uloga

filtracija, dreniranje, zaštita od ispiranja vodenim tokom, izravnavanje temeljnog tla

•Kose obaloutvrde dijelimo prema tipovima obloge

•Obloga: najĉešće kamen u raznim varijantama

- rukom slagana obloga

- zidana obloga u malteru

- kameni blokovi povezani asfaltnim mastiksom

- kamen u gabionskim madracima

114

Kosa obaloutvrda sa oblogom od lomljenog kamena

115

Kosa obaloutvrda sa oblogom od gabionskih madraca

116

•Betonska obloga: uglavnom u naseljima i gdje je financijski opravdaniji od kamena

•Osnovni tipovi betonske obloge:

- montažni betonski blokovi (slobodno položeni)

- uklješteni betonski blokovi

- povezani betonski blokovi užadima

Kose obaloutvrde sa oblogom od betonskih blokova

117

•Sintetiĉki materijali (geotekstil) razni proizvoĊaĉi

•Dijelimo ih na slijedeće tipove:

- zatravnjeni kompozitni madraci

- trodimenzionalni madraci i mreže

- dvodimenzionalne mreže

118

9.3.3 Projektni kriteriji

•Gradnjom obaloutvrda javljaju se uĉinci na korito koje moramo uzeti u obzir

•Mijenja se kapacitet korita (promjena profila i hrapavosti)

•Mijenja se i slika strujanja

•Problemi se obiĉno javljaju na detaljima konstrukcija (loše projektovani i izvedeni)

•Posebna pažnja kod obaloutvrda na detalje krajeva konstrukcije

•Krajevi konstrukcije: nožica, gornji rub konstrukcije, nadvišenje konstr. zbog valova)

•Zaštita nožice: obavezna izvesti zbog podlokavanja (lokalna nestabilnost korita)

119

Tipovi zaštite noţice konstrukcije

-Dva principa zaštite konstrukcije nožice:

a) produbljivanje

b) fleksibilna zaštita (tepih)

120

•Zaštita gornjeg ruba konstrukcije:

-radi sprijeĉavanja prelivanja od VV

-radi saobraćaja koji se odvija uz obalu

-radi namjernog oštećenja

•Nadvišenje konstrukcije radi pojave valova

•Veza konstrukcije sa ostalim dijelovima korita:

- bez naglih prelaza

- prelaz iz zaštićene u nezaštićenu dionicu umetanjem zone srednjih uslova hrapav.

121

•Rješenje obaloutvrde mora omogućiti izlazak iz vode ljudi i životinja

•Estetsko oblikovanje prihvatljivo rješenje sa aspekta uticaja na okoliš

•Obaloutvrde kao najzastupljenije RG su se vremenom razvijale

122

9.4 PRAVE PARALELNE GRAĐEVINE (uzdužne)

•RG u koritu kojima se obala premješta u korito rijeke

•Grade se kao nasipne konstrukcije od lomljenog kamena (duž buduće obale vodotoka)

•Prostor izmeĊu paralelne graĊevine i postojeće obale: vremenom ispunjava se nanosom

•Proces popunjavanja nanosom: ubrzati gradnjom popreĉnih graĊevina (traverzi)

Šematski prikaz paralelnih RG

123

Karakteristični presjeci raznih tipova pravih paralelnih graĎevina

124

Karakteristični presjeci raznih tipova pravih paralelnih graĎevina

125

9.5 REGULACIJSKA PERA

•RP: u rijeĉnom koritu (obala se premješta u korito rijeke)

•RP su popreĉne graĊevine

•RP grade se da se od postojeće obale do trase buduće obale, obiĉno lomljenim

kamenom, djelimiĉno preprijeĉi protoĉni profil rijeke

•Uĉinak RP: povećanje v toka povećanje erozije produbljenje korita

•Prostor izmeĊu RP postaje umrtvljena zona za protjecanje vode taloženje nanosa

•Vremenom se prostor zatrpa i pomiĉe se obala u korito

Šematski prikaz regulacijskih pera

126

•Za RP treba odrediti: L, H, razmak i otklon u odnosu na smjer toka vode

•Tri vrste RP (obzirom na trasu):

- normalna RP (a=90o)

- uzvodna (inklinatorna) RP

- nizvodna (deklinatorna) RP

•Inklinatorna RP: ubrzavaju zasipanje i više remete strujnu sliku oko glave RP

•Deklinatorna RP: manje efikasna (manje utiĉu na vodni tok)

Regulacijska pera na rijeci Savi

127

•RP i paralelne graĊevine ĉesto konkurentska rješenja za istu namjenu

•Imaju svoje prednosti i mane

•Paralelne graĊevine u odnosu na RP:

- prednost zbog ujednaĉenog teĉenja uz graĊevinu

- prednost kontinualno definisana regulacijska linija

- nema generisanja lokalnih erozija u koritu

•Mane paralelnih graĊevina:

- skupa gradnja

- teško izvoĊenje zbog temeljenja u dubokoj vodi

- usporeno nasipavanje starog korita

- potrebno jako osiguranje nožice graĊevine

128

•RP (regulacijska pera) prednosti:

- lako prilagoĊavanje i ispravljanje grešaka

- efikasno nasipanje starog korita

- manji troškovi gradnje

•Posebni tipovi RP: “T” pera

- T pera kombinacija uzdužnih graĊevina i RP

- T pera: glava pera završena podužnom graĊevinom

“T” regulacijsko pero

“T” pero na rijeci Dravi u Osijeku