Рукотворные ручьи, водопады, фонтаны или маленькие прудики все чаще становятся неотъемлемой частью декоративного пейзажа. Но на некоторых участках уже течет ручей или есть небольшой овраг, по которому только весной бегут ручьи. Как построить пруд в таких условиях? Какие расчеты нужно делать? Прежде всего необходимо провести геологический и гидрологический анализ грунта на глубину 5-20 м: определить водопроницаемость грунтов, глубину залегания грунтовых вод и отметку водоупорного пласта. На основании этих данных определяют защитные антифильтрационные мероприятия, отвод грунтовых вод в период строительства и т.д. Затем определяют максимальный паводковый расход: расчетно, по многолетним наблюдениям, методом аналогов или у специализированных организаций (например, Мосводхоз). Максимальный паводковый расход нужен для расчета водосбросного сооружения при строительстве перегораживающей дамбы или плотины.
Для ручья необходимо знать строительный расход — расход воды в период строительства пруда. Он отводится по водоотводному каналу или трубе, которые могут быть временными или постоянными. В последнем случае каналы используются периодически во время очистных мероприятий или для подогрева воды в пруду.
Покажем на конкретном примере, как следует делать расчеты и строительство. По участку течет речка Змейка, имеющая строительный расход 0,1 м3/сек и паводковый расход 1,2 м3/сек. Грунт — плотный суглинок с коэффициентом фильтрации 4×10-5 см/сек. Водоупор расположен на глубине 4 м. Уровень грунтовых вод на расстоянии 15 м соответствует уровню воды в речке.
Условие к проектированию: Длина пруда — 30 м, ширина — 15 м, максимальная глубина — 2,5 м. Предусмотреть водоотводную трубу для чистки пруда и для прогрева (стоячая вода прогревается солнечными лучами, т.к. поступление холодной воды из ручья не происходит).
Необходимые сооружения:
- Пруд.
- Водоприемное сооружение.
- Водоотводная труба.
- Водосбросное сооружение.
- Водобойный колодец.
Расчет водоотводной трубы:
Длина трубы l = 50 м. Расчетный напор 0,8м-0,2м=0,6м. Местные потери на поворотах примем как 20% от потерь по длине. Материал — стальные трубы. Q = k x Цh/l k=(QxЦl)/Цh=0,1xЦ50/Ц0,6=0,1×7/0,77= 0,91 м3/сек = 910 л/сек. С учетом местных потерь k = 910×1,2 = 1092 л/сек, что соответствует трубе диаметром 350 мм.
Расчет водосборного сооружения. Примем ширину водослива равную 1 м и определим напор воды над водосливом (подъем воды в пруду) при пропуске строительного и паводкового расходов:
Q = 1,86 x b x H3/2 H = (Q/1,86 x b)2/3 Hстр=(0,1/1,86×1)2/3=(0,0538)2/3= (0,00289)1/3= 0,142 м, т.е. при пропуске строительного расхода Q = 0,1 м3/сек через водослив шириной 1 м вода в пруду поднимается на 14 см. Нпав= (1,2/1,86 x 1)2/3 = (0,645)2/3 = (0,416)1/3 = 0,75 м, т.е. при пропуске паводкового расхода Q=1,2 м3/сек через водослив шириной 1 м вода в пруду поднимется на 75 см. Определяем высоту дамбы относительно гребня плотины : 0,75м + 0,5м = 1,35м » 1,40м. Занижать высоту дамбы нельзя: ее разрушение может вызвать катастрофу, масштаб которой зависит от объема воды в пруду и скорости размытия дамбы. Далее проводятся расчеты водосборного сооружения при ширине водослива 2 м, 3 м и т.д. Для них определяется высота дамбы. Проводится сравнительный расчет стоимости вариантов и выбирается оптимальный. Затем рассчитывается фильтрационный расход воды из водоема через плотину и оценивается необходимость применения противофильтрационных мероприятий. После выполнения расчетов следует выбрать конструкцию сооружений. Последовательность строительства в приведенном примере может быть следующей. Сначала строится водобойный колодец и водоприемное сооружение с устройством временных водоотводных каналов, затем укладывается водоотводная труба. Устраивается ложе пруда, при этом следует применять специальную технологию при работе с водонасыщенными грунтами. Водосборное сооружение выполняют одновременно со строительством ложа пруда.
После выполнения всех инженерно-строительных работ можно приступать к декоративной отделке пруда.