Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАЛЕДЕЙ

3.1. Расчет мостов, труб и пойменных насыпей на воздействие наледей следует производить по их расчетным параметрам, которые должны определяться, как и для водного потока с вероятностью превышения, указанной в п.1.25 СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы.

3.2. Основными параметрами наледей, которые используются при проектировании искусственных сооружений и противоналедных устройств, являются: объем наледи, ее толщина (средняя и максимальная), ширина и длина.

3.3. Развитие наледного процесса зависит от многих природных и техногенных факторов. Все природные факторы наледеобразования можно разделить на две группы: 1) гидрогеологические и геоморфологические; 2) гидрометеорологические.

Для конкретного водотока гидрогеологические и геоморфологические условия ежегодно остаются неизменными, а гидрометеорологические факторы изменяются в годовом и многолетнем циклах. В зависимости от сочетания величин гидрометеорологических факторов в разные годы наледи образуются больших или меньших размеров.

Методика прогнозирования

3.4. Ежегодный объем наледи на рассматриваемом водотоке зависит от суммы жидких осадков в летне-осенний период предыдущего года и глубины промерзания.

Прогнозирование параметров наледей поверхностных и подземных вод производится вероятностным методом переходных коэффициентов, разработанным В.А.Дементьевым. Он может применяться при прогнозировании природных наледей, которые зафиксированы на водотоке при изысканиях трассы дороги и инженерно-геологическом обследовании.

При этом методе прогнозируемый объем наледи с заданной вероятностью превышения определяют по формуле:

,                                                                               (6)

где - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,20; - объем наледи в год изысканий (определяемый в апреле - марте) при наибольшем ее развитии; , , - коэффициенты, учитывающие соответственно жидкие осадки в летне-осеннее время предыдущего года, сезонное промерзание и стеснение потока поверхностных и грунтовых вод строительством сооружения.

Коэффициент, учитывающий осадки,

,                                                                                             (7)

где - сумма жидких осадков с расчетной вероятностью превышения, определяется по кривой обеспеченности; - сумма жидких осадков в летне-осенний период в год, предшествующий году определения объема природной наледи при изысканиях. Осадки вычисляются, начиная с июля месяца.

Коэффициент, учитывающий сезонное промерзание,

,                                                                                              (8)

где - глубина сезонного промерзания с расчетной вероятностью превышения, определяют по кривой обеспеченности; - глубина сезонного промерзания в год изысканий (обследования наледи), определяют расчетом.

Коэффициент, учитывающий стеснение потока  строительством  сооружения,

,                                                                                  (9)

где - площадь фильтрационной зоны по оси перехода до постройки сооружения; - площадь стеснения фильтрационной зоны постройкой сооружения.

Коэффициент применяют только при проектировании вновь строящихся искусственных сооружений. Если прогнозирование производят на водотоках у существующих сооружений, то этот коэффициент не учитывают. Не учитывают его при ключевых наледях, когда излив наледеобразующей воды происходит непосредственно на поверхность земли.

3.5. В многолетнем цикле изменчивость сумм жидких осадков и глубин сезонного промерзания носит случайный характер, поэтому их расчетные значения определяют на основе вероятностного прогноза по кривым обеспеченности. Для этого по данным ближайшей метеостанции за любые 20-25 последовательных лет составляют таблицы сумм жидких осадков в летне-осенний период, среднемесячных температур воздуха и толщины снежного покрова, начиная с месяца наступления устойчивой отрицательной температуры воздуха и кончая месяцем со средней температурой не выше минус 12 °С. Осадки вычисляют для ряда лет, предшествующих годам промерзания.

Вычисленные суммы жидких осадков и глубины промерзания записывают в таблице ранжированными рядами в убывающем порядке с указанием года наблюдений (табл.2). Для каждого порядкового номера ряда определяют эмпирическую вероятность превышения, согласно СНиП 2.01.14-83, по формуле