Свойства воды, используемые в лесопарковом строительстве

 

Применение воды в садово-парковом и ландшафтном строительстве основано на ее физических свойствах: бесцветности и аморфности. Вода способна отражать окружающие ее природные явления и оказывать на них определенное влияние. Способна менять при понижении температуры жидкое состояние на твердое, при повышении температуры переходит в жидкое, из жидкого в газообразное, может быть спокойной и подвижной (течь, падать, бурлить, капать и т.д.). Может звучать, создавать зеркальное изображение, менять цвет, фактуру поверхности.

Большое значение имеют пластические возможности воды. Она меняет объем и величину в зависимости от характера ограничивающих ее поверхностей. Поэтому, желая получать определенные площади, цвет, поверхность, состояние воды, необходимо предвидеть то, что будет способствовать этому во вмещающих ее проектируемых емкостях. Так, с увеличением глубины бассейна и затемнением дна улучшаются отражающие качества воды. Для придания воде голубого цвета рационально производить облицовку бассейна керамической плиткой голубого цвета, а не подкрашивать воду красителем. Для лесопаркового проектирования большое значение имеет использование статического или динамического состояния воды в гидротехнических лесопарковых сооружениях. Обе категории имеют определенное воздействие на человека: первая – покоя, равновесия; вторая – движения, изменчивости. Стоячая вода вызывает умиротворение, меланхолию, спокойствие. Такое состояние может вызвать вид воды в озере, пруду, бассейне, медленно текущей реке. Подвижная вода – быстротекущая река, быстроток, водопад, каскад многоступенчатого перепада, водомет и т.д. Такое состояние воды стимулирует в человеке энергию, эмоциональность, внимание. Движение воды может сопровождаться определенным звучанием. Диапазон звуков может быть создан самый обширный: от настоящего рева, грохота до звуковой капели и нежного шороха. При этом звучание легко усилить цветовым или световым сопровождением. Подсвечивание водопадов, каскадов фонтанов создает целый фейерверк мгновенных состояний воды и каждый раз все новый и новый сценарий. Вода может менять свое состояние от оживленной игровой массы до неподвижной стальной поверхности.

Заслуживает серьезного внимания и использование воды в качестве ограждения: устройство вместо оград арыков, каналов и рвов, наполненных водой; создание «водяных стен», в виде водяной стенки каскада, за которым возможно создание функционирующего пространства кафе или ресторана.

Все вышеизложенные свойства воды необходимо стремиться в полной мере использовать при проектировании гидротехнических сооружений в садово-парковом и ландшафтном проектировании.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся в садово-парковом строительстве примеры проектирования и строительства гидротехнических сооружений в виде фонтана, водопада, многоступенчатого перепада, быстротока, канала.

 

Проектирование и расчет гидротехнических сооружений

 

Приемы проектирования и строительства аналогичны проектированию сопрягающих гидротехнических сооружений. Основное назначение – гашение избыточной энергии воды при подаче воды с высоких отметок на низкие и получение соответствующего эстетического восприятия водного устройства. Наиболее распространенным и надежным гасителем является водобойный колодец или водобойная стенка. Гидротехнические сооружения должны работать с устойчивым гидравлическим режимом, позволять использовать передовую технологию и дешевые строительные материалы, быть простыми в исполнении. Конкретный тип и конструктивное оформление сооружений выбирают на основе сравнения различных вариантов, отвечающих ландшафтно-проектировочному решению устройства парка, лесопарковой зоны, агроландшафта.

 

Быстроток

 

Наиболее простой тип гидросооружения. Это тот же канал, но с уклоном больше критического. Наличие больших скоростей на быстротоке вызывает необходимость принимать при проектировании дополнительные меры для их снижения и использовать сложные приемы гидравлического расчета.

Быстроток состоит из входного участка, лотка (транзитная часть) и выходного участка (гасителя). Длина входного участка зависит от условий его сопряжения с подводящим каналом. В первом приближении ее принимают равной (2…3)Н, где Н – глубина воды подводящего канала

 

 

 

 

       Рис.1 Схема бетонного быстротока

1,3-входной и выходной участки; 2-лоток; 4-водобойный колодец; 5-отводящий канал; 6-деформационные швы.

 

Лоток быстротока должен иметь, по возможности, минимальную длину и лежать на естественных грунтах основания. Форма его поперечного сечения может быть различной: прямоугольной, трапецеидальной, полуциркулярной, полигональной и др. Наиболее распространено прямоугольное поперечное сечение, так как поток воды в лотке с таким сечением гидравлически более стабилен и не вызывает нежелательных деформаций секций быстротока. Недостаток прямоугольного сечения – появление по длине сооружения катящихся волн, существенно снижающих пропускную способность быстротока. Наиболее экономичным и простым по технологии строительства считают трапецеидальный лоток. Однако в таком лотке также образуются катящиеся волны, а в зимнее время по наклонной облицовке быстротока намерзают наледи, усложняющие пропуск расчетных расходов. Полуциркулярное, треугольное, полигональное сечение лотка является безволновым, то есть в лотках таких сечений не возникают косые стоячие и катящиеся волны. С эстетической точки зрения состояние поверхности воды в лотках быстротоков таких сечений в местах отдыха нежелательно.

Быстротоки следует устраивать по возможности прямолинейными, не допускается в естественных условиях рельефа выполнять их с поворотами. Минимальный радиус закругления быстотока в плане принимают не менее десяти ширин лотка. Лоток для предотвращения разрущающих температурных и осадочных деформаций разрезают продольными и поперечными деформационными швами (рис.1).

Деформационные швы могут быть водопроницаемые и водонепроницаемые. Под водопроницаемыми швами обязательно устраивают обратные фильтры и дренажи, которые ограждают боковыми водонепроницаемыми стенками (рис.2). Это уменьшает вероятность озникновения контактной суффозии в зоне шва.

Рис.2 Схема дефформационного шва.

1-деформационный шов; 2-обратный фильтр; 3-дренаж.

 

В зависимости от климатической зоны строительства поперечные деформационные швы нарезают через 5-20 м, а продольные, как правило, совмещают с обрезами фундаментов подпорных стенок лотков. Швы герметизируют уплотнителями в виде профилированной резины, металлических пластин, просмоленных досок, полимерных профилей и т.д.

Выходной участок является наиболее ответственным элементом быстротока, так как на нем гасится основная часть кинетической энергии потока. В его пределах обычно располагают водобойный колодец и различные по конструкции гасители. За водобойным колодцем устраивают рисберму из каменной наброски или бетонного покрытия с водопроницаемыми швами для выхода фильтрационного потока. Чтобы предотвратить сбойное течение воды в отводящем канале, угол конусности концевой части быстротока в плане принимают α =12…18^о.