Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

184 страницы

964.00 ₽

Купить СТО ГУ ГГИ 08.29-2009 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Разработан в развитие ведомственных строительных норм ВСН 163-83 и на современном уровне регламентирует учет деформаций русловых процессов на подводных переходах трубопроводов через реки.

 Скачать PDF

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Общие положения

5 Основные характеристики типов руслового процесса и речных пойм

6 Связь методов пересечения рек трубопроводами с типами руслового процесса речных русел

7 Инженерно-гидрометеорологические изыскания

     7.1 Общие указания

     7.2 Состав инженерно-гидрометеорологических изыскания, общие технические требования

     7.3 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для разработки предпроектной документации

     7.4 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для разработки проекта

8 Выбор участков и створов переходов магистральных трубопроводов при пересечении рек траншейным способом наклонного бурения

     8.1 Траншейный метод

     8.2 Метод наклонного бурения

9 Оценка характеристик транспорта насосов и деформаций русел и пойм рек при разных способах прокладки трубопроводов

     9.1 Расчеты подвижности руслового аллювиального материала, характеристик русловых микроформ и расхода донных насосов

     9.2 Прогнозирование скорости перемещения затопляемых мезоформ речного русла или их фрагментов

     9.3 Примеры расчета смещения мезоформ за прогнозируемый период

     9.4 Прогнозирование плановых деформаций русла

10 Построение ППР русел равнинных рек при траншейном способе прокладки перехода трубопровода

11 Построение ППР русел равнинных и горно-предгорных рек в случае прокладки трубопровода методом наклонного бурения

     11.1 Основные параметры ППР

     11.2 Этапы построения профиля предельного размыва русла

     11.3 Определение ориентировочных значений параметров ППР (I этап)

     11.4 Определений значений параметров ППР русла для морфологически однородного участка реки и для конкретного створа перехода (II и III этапы)

12 Построение ППР русел горно-предгорных рек при траншейном способе прокладки перехода трубопроводов

13 Оценка заносимости подводных траншей при строительстве подводных переходов

     13.1 Проектно-технологические задачи

     13.2 Расчетные методы определения заносимости траншей

     13.3 Натурные методы определения заносимости траншей

     13.4 Примеры решения проектно-технологических задач по учету заносимости подводных траншей

14 Организация мониторинга на участках переходов магистральных трубопроводов через реки

     14.1 Общие положения

     14.2 Цели и программы проведения гидроморфологического мониторинга на различных этапах проектирования и реализации проекта

     14.3 Рекомендации по выполнению отдельных видов наблюдений и работ в составе гидроморфологического мониторинга водных объектов

Приложения

Библиография

 
Дата введения01.01.2010
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.01.2021

Организации:

22.09.2009УтвержденГУ Государственный гидрологический институт
РазработанГУ Государственный гидрологический институт Росгидромета
ИзданИздательство Нестор-История2009 г.
Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и экологии РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (РОСГИДРОМЕТ)

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки

2009

УДК 556.537


Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки. СПб.: Нестор-История, 2009. - 184 с.

ISBN 978-59818-7393-5

Настоящий стандарт «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки» разработан с целью развития ведомственных строительных норм ВСН 163 «Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов)», изданных более 20 лет назад.

При подготовке настоящего документа использованы результаты более 70 НИР, выполненных в отделе русловых процессов ГГИ в период 1986-2008 гг. по различным аспектам учета руслового процесса при проектировании, строительстве и эксплуатации подводных переходов трубопроводов через реки России, включая вопросы реконструкции, капитального ремонта и ликвидации (демонтажа) выведенных из эксплуатации переходов трубопроводов.

Предназначен для использования изыскательскими, научно-исследовательскими, проектными, строительными и природоохранными организациями и учреждениями различных форм собственности, занятыми проектированием, строительством и эксплуатацией переходов трубопроводов через реки. Стандарт может быть также полезен для органов государственного контроля и надзора за использованием и охраной водных объектов.


Стандарт организации «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки» рассмотрен и одобрен Методической Комиссией ГУ «ГГИ»

3 марта 2009 г. Протокол № 1


9

II



859


8


873935


© Государственное учреждение « Г осударственный гидрологический институт» ГУ «ГГИ», 2009


СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

РД 51-2-95 Регламент выполнения экологических требований при размещении, проектировании, строительстве и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов

РД 51-3-96 Регламент по техническому обслуживанию подводных переходов магистральных газопроводов через водные преграды

РД 39-30-1060-84 Инструкция по обследованию технического состояния подводных переходов магистральных нефтепроводов

РД 153-34.2-02.409-2003 (СО 34.02.409-2003) Методические указания по оценке влияния гидротехнических сооружений на окружающую среду

РД 153-39.4Р-128-2002 Инженерные изыскания для строительства магистральных нефтепроводов

МДС 11-5.99 «Методические рекомендации по проведению инженерных изысканий для технико-экономических обоснований (проектов, рабочих проектов) строительных объектов»

При пользовании настоящими нормативными документами целесообразно проверить их действие в информационных системах общего пользования сети Интернет (по состоянию на 1 января текущего года), и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании этим документом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3. Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.    авария трубопровода: Разрушение трубопровода, неконтролируемый взрыв или выброс опасных веществ, транспортируемых по трубопроводу.

3.2.    водоохранные зоны: Территории, которые примыкают к береговой линии морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира [1].

3.3.    водопользователь: Физическое лицо или юридическое лицо, которым предоставлено право пользования водным объектом [1].

3.4.    Государственный водный реестр: Систематизированный свод документированных сведений о водных объектах, находящихся в федеральной собственности, собственности субъектов Российской Федерации, собственности муниципальных образований, собственности физических лиц, юридических лиц, об их использовании, о речных бассейнах, о бассейновых округах [1].

3.5.    государственный мониторинг водных объектов: Система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния водных объектов с целью

3

своевременного выявления и прогнозирования развития негативных процессов, влияющих на качество воды в водных объектах и их состояние, разработки и реализации мер по предотвращению негативных последствий этих процессов; оценки эффективности осуществляемых мероприятий по охране водных объектов; информационного обеспечения управления в области использования и охраны водных объектов, в том числе для государственного контроля и надзора за использованием и охраной водных объектов [1]

3.6.    ликвидация (демонтаж) перехода трубопровода: Осуществление действий, целью которых является приведение выведенного из эксплуатации трубопровода в состояние, при котором невозможно его использование по назначению, определенному в проектной документации.

3.7.    магистральный трубопровод: Комплекс сооружений, предназначенных для приемки, транспортировки, хранения и сдачи транспортируемого вещества потребителю.

3.8.    макроформы (речные излучины, многорукавные русла): Крупные речные морфологические образования, охватывающие русло и пойму, определяющие русловой процесс реки в целом, ее морфологический тип. Деформации макроформ отражают всю полноту твёрдого стока в реке.

3.9.    мезоформы (побочни, осерёдки, пляжи): Крупные грядообразные песчаные скопления в руслах рек, соизмеримые с шириной русла и определяющие его морфологическое строение.

3.10.    микроформы (рифели, гряды): Мелкие, малоинерционные, массовые песчаные или гравийно-галечные образования — гряды на дне рек, соизмеримые с глубиной потока, определяющие шероховатость русла и выражающие расход донных наносов.

3.11.    наносы: Твердые частицы, образованные в результате эрозии водосборов и русел, переносимые водотоком и формирующие его ложе.

3.12.    подводный переход: Участок линейной части трубопровода, пересекающий водную преграду и уложенный, как правило, с заглублением в дно водоема.

3.13.    пойма: Часть дна речной долины, сложенная наносами и периодически заливаемая в половодье и паводки.

3.14.    прогноз руслового процесса: Предвычисление в пространственном и временном интервалах изменений морфологического строения русла и поймы, основанное на знании закономерностей развития руслового процесса и его элементов, количественно описывающих эти изменения в конкретных условиях данного водотока (реки, канала).

3.15.    реконструкция подводного перехода трубопровода: Перестройка перехода для улучшения его функционирования.

3.16.    ремонт подводного перехода трубопровода: Совокупность организационных и технических мероприятий, осуществляемых с целью восстановления установленных эксплуатационных характеристик подводного перехода трубопровода.

3.17.    русловой процесс: Изменение морфологического строения речного русла и поймы обусловленное действием текущей воды.

3.18.    техническое обслуживание подводного перехода трубопровода: Совокупность организационных и технических мероприятий, осущест-

4

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

вляемых с целью поддержания работоспособности и исправности трубопровода при эксплуатации.

3.19.    тип руслового процесса: Определенная схема деформаций русла и поймы реки, возникающая в результате определенного сочетания особенностей водного режима, стока наносов, ограничивающих деформацию условий и отражающая форму транспорта наносов.

3.20.    эксплуатация подводного перехода трубопровода: Использование трубопровода по назначению, определенному в проектной документации, включая ввод в эксплуатацию техническое обслуживание, ремонт и вывод из эксплуатации.

3.21.    экологический паспорт: Документ, содержащий информацию об уровне использования природопользователем ресурсов и степени воздействия его производства на окружающую среду.

4. Общие положения

4.1.    Пересечение рек трассой подводного трубопровода может осуществляться наземным (воздушным) и подземным (подводным) способами. Подземный способ подразделяется на траншейный и метод наклонного бурения.

4.2.    В соответствии с «Классификацией речных инженерных сооружений и мероприятий по характеру их взаимодействия с русловым процессом» (приложение А), переходы трубопроводов через реки относятся к типу пассивных сооружений, не способных влиять на характеристики руслового процесса, а подверженных их влиянию. Поэтому для рационального проектирования и надежной эксплуатации переходов трубопроводов через реки при всех методах пересечения рек и на всех стадиях проектирования переходов, а также в период их эксплуатации необходимо выполнять тщательную оценку характеристик руслового процесса и деформаций русла реки (водотока) на участке перехода за период его функционирования.

4.3.    Оценка русловых деформаций выполняется в составе инженерногидрометеорологических изысканий для строительства, предусматривающих также определение характеристик климатических условий и гидрологического режима рек.

Для оценки фактических русловых деформаций на участке перехода следует пользоваться имеющимися картографическими и топографическими материалами, аэрофотосъемками, землеустроительными планами, лоцманскими картами разных лет издания, материалами гидрометрических измерений, выполняемых на гидрологических постах и станциях Росгидромета, русловыми и береговыми съемками бассейновых управлений пути, материалами предыдущих изысканий проектных организаций, а также данными обследований параллельных ниток действующих трубопроводов.

Для составления прогноза руслового и (или) берегового процессов рек в малоизученных районах, на участках с интенсивными глубинными и плановыми деформациями, а также в случаях, когда к надежности подводных трубопрово-

5

дов предъявляются особые требования, либо когда заглубление трубопроводов связано с большими затратами и технологическими трудностями, следует проводить детальные исследования руслового процесса по специальным программам.

4.4.    Инженерно-гидрометеорологические изыскания, в частности, оценки руслового режима рек на участке перехода, могут проводиться в комплексе с инженерно-геологическими изысканиями и инженерно-экологическими изысканиями (или с отдельными видами работ этих изысканий) при сложных гидроморфологических условиях пересекаемого объекта или сложных видах строительноремонтных и аварийно-восстановительных работ (ГОСТ 17.1.3.13).

4.5.    Материалы, характеризующие природные условия на участке перехода (климатические, гидрологические, геологические, гидроморфологические (русловые), должны помещаться в экологическом паспорте природопользователя (ГОСТ Р17.0.0.06).

4.6.    В случае, особо ответственного объекта и недостаточности указанных материалов ддя надежного прогнозирования деформаций русла на расчетный период эксплуатации перехода (25 лет при траншейном способе и 75 лет при методе наклонного бурения), необходимо выполнить дополнительные изыскания или провести исследования на гидравлической модели участка реки.

4.7.    При назначении створа перехода или при оценке состояния существующего створа необходимо оценить влияние на переход других гидротехнических сооружений, расположенных как выше, так и ниже створа пересечения.

Особую опасность для устойчивости русла в створе перехода представляют дноуглубительные судоходные работы, разработка в русле и на пойме карьеров нерудных строительных материалов, а также ремонтно-защитные строительные мероприятия на нитках трубопроводов, расположенных вблизи рассматриваемого створа.

При оценке изменения характера русловых деформаций, вызванного влиянием на переход гидротехнических сооружений, следует руководствоваться рекомендациями согласно приложению А.

4.8.    Основной определяемой характеристикой руслового режима, влияющей на надежность эксплуатации перехода магистрального нефтепровода, является поперечный ППР русла реки за расчетный период эксплуатации перехода трубопровода.

Прогнозирование деформаций русла для определения поперечного ППР русла следует выполнять на основании установленной динамики структурных русловых форм: речных макроформ (пойменный массив, речная излучина, речная протока, остров), русловых мезоформ (ленточная гряда, побочень, осерёдок) и русловых микроформ (донные гряды наносов).

По времени предвычисления необходимо выделять прогнозы полных циклов развития русловых форм (период сползания гряд, мезоформ, ограниченных излучин, развития свободных излучин и т.п.) и прогнозы стадий (части циклов) развития русловых форм. Такое деление прогнозов обусловлено тем, что в абсолютном выражении время протекания явлений руслового процесса на разных структурных уровнях весьма различно. Так время прохождения песчаными грядами своей длины (период их движения) колеблется от минут до десятков суток, период сползания мезоформ — от нескольких суток до нескольких лет; полный же цикл развития макроформ, например, излучин, может продолжаться и сотни

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

суток и сотни лет. Выбор того или иного вида прогноза по времени предвычисле-ния зависит от соотношения расчетного времени строительства или эксплуатации сооружения и времени полного цикла развития русловых форм.

4.9.    Обязательным условием эксплуатации трубопроводов на переходе через водную преграду является ведение мониторинга состояния водного объекта, самого трубопровода и сооружений, защищающих трубопровод от воздействия реки или стабилизирующих ее русло. Мониторинг проводится по специальной программе, разрабатываемой для каждого конкретного участка реки, на котором расположен переход нефтепровода.

4.10.    Особенности и общие рекомендации по учету деформаций речных русел на подводных переходах трубопроводов в специфических условиях многолетней мерзлоты и зимнего периода представлены в приложении В, а в приложении Д приведен «Каталог затороопасных участков и уровенных характеристик затопления пойм средних и крупных рек России при заторах льда».

5. Основные характеристики типов руслового процесса и речных пойм

5.1. Переходы трубопроводов через реки относятся к категории пассивных гидротехнических сооружений, не предназначенных и не способных влиять на естественный ход развития руслового процесса. Подводные трубопроводы сами подвержены влиянию русловых деформаций и требуют учета характера, темпов, интенсивности и возможного диапазона плановых и глубинных деформаций за период их эксплуатации.

Все возможные схемы деформаций русел равнинных рек, включающие начальную, промежуточную и конечную стадии развития, в соответствии с гидроморфологической теорией руслового процесса ГГИ [3], следует подразделять на шесть типов, представленных на рисунке 5.1, и ленточно-грядового типа руслового процесса, не представленного на этом рисунке.

Каждому типу руслового процесса соответствует своё численное значение критерия типа руслового процесса (критерий Б.Ф. Снищенко). Типы руслового процесса расположены в порядке увеличения транспортирующей способности потока и удельного расхода русловых наносов сверху вниз: от свободного меан-дрирования к русловой многорукавности (см. рисунок 5.1).

Каждому из перечисленных типов руслового процесса соответствует свой тип поймы со своей, свойственной каждому типу поймы гидрологическим и гидравлическим режимом и структурой течений, который определяется морфологическим строением поймы.

Речную пойму целесообразно представить состоящей из отдельных массивов и, в качестве объекта типизации, принять пойменный массив, т.е. такой участок поймы, который, с одной стороны, оконтуривается руслом реки, а с другой, внешней границей самого удаленного от русла транзитного потока, возникающего на пойме при ее максимальном затоплении.

При затоплении пойменного массива следует различать три основные фазы:

Свободное

Q, — удельный расход русловых наносов;

меандрирование

А=36,60

Незавершенное

меандрирование

А=14,65

Пойменная

многорукавность

А=7,93

Ограниченное

А=5,93


меандрирование

Побочневый тип А=2,60

критерий типа русла,


Русловая многорукавность (осередковый тип А=1,97

где J — уклон потока по тальвегу, J0 — уклон дна по оси долины, В — ширина русла в бровках, Вп — ширина активной поймы.

Рисунок 5.1 — Классификация типов руслового процесса равнинных рек

первая фаза, когда происходит выход воды на пойму, обычно начинающийся с затопления наиболее пониженных ее участков в низовых частях излучин. Затем происходит выход воды на пойму через более высокие, верховые части излучин. Верховые и низовые границы разлива постепенно сближаются, и после их слияния возникает общий спрямляющий транзитный поток;

—    вторая фаза затопления поймы, охватывающая период существования этого спрямленного потока;

—    третья фаза, когда прекращение транзитного потока в результате снижения уровня воды происходит при спаде половодья с образованием вновь разобщенных затопленных участков поймы, площадь которых постепенно уменьшается по мере слива воды с поймы.

До появления транзитного потока верховые и низовые места проникновения воды на пойму работают в противоположных направлениях: вода распростра-

8

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

няется от периферии пойменного массива к его центральной части. С момента установления транзитного потока эти участки береговой линии пойменного массива работают в одном направлении — через верховые участки вода поступает на пойму, а через низовые — сливается с нее. С прекращением транзитного потока эти участки вновь начинают действовать разнонаправленно — вода сливается с поймы в русло сначала через низовые её участки, а затем и через верховые.

Таким образом, в пределах данного пойменного массива существуют своего рода водоразделы, лимитирующие возникновение и исчезновение спрямляющего транзитного потока, а места выхода и слива воды с поймы обычно носят сосредоточенный характер и часто бывают представлены эрозионными образованиями, особенно четко выраженными в верховой части пойменного массива.

5.2. Свободное меандрирование — самый распространенный тип руслового процесса на равнинных реках, который обычно развивается в широких речных долинах, склоны которых не ограничивают свободное развитие плановых деформаций излучин. Характеризуется наличием одного действующего русла.

В начальной стадии развития при углах разворота менее 90° излучины свободного меандрирования сползают вниз по течению по схеме ограниченного меандрирования, но при этом меняя (увеличивая) угол разворота. По мере увеличения угла разворота сползание излучин замедляется, но меняется их форма (излучины вытягиваются). При углах разворота, близких к 140°, происходит разделение плесовой ложбины и нарушение плановой симметрии в результате преимущественного развития одного из плесов. Развитие излучин завершается сближением подмываемых берегов выше и ниже расположенных смежных излучин, прорывом образовавшегося между ними перешейка. После прорыва возникает новая излучина, что нарушает нормальный ход развития смежных излучин. Скорости деформаций в зоне прорыва возрастают.

Общий ход глубинных деформаций в многолетнем разрезе подчинен характеру развития плановых деформаций. Глубинные деформации в пределах фиксированных плановых очертаний русла носят сезонный характер и сводятся к нарастанию перекатов и размыву плесов в период половодья и к противоположным деформациям в период межени. При наличии базального слоя им определяется предельная возможная глубина размыва плесов, а выступы коренных пород в русле, останцы на пойме и другие виды проявления ограничивающего фактора в плане, вносят существенные изменения в циклическую закономерность развития плановых деформаций при свободном меандрировании.

При свободном меандрировании пойменный массив образуется несколькими излучинами. Рельеф поймы имеет гривистый характер (рисунок 5.2). Гривы представляют собой образованные в ходе плановых деформаций береговые валы. В пойме свободно меандрирующей реки сохраняются староречья изолированные от действующего русла отпавшие излучины, находящиеся в различной стадии отмирания, соединяющиеся с рекой при высоком уровне воды.

Для пойм свободно меандрирующих рек характерно значительно более сложное строение поверхности, рельеф которой представлен разновысотными системами вееров перемещения русла в виде дугообразных изогнутых валов и ложбин между ними, образованных в ходе плановых деформаций русла. Последние выражаются в постепенном развитии излучин, достигающих состояния петли. Прорыв перешейка такой петли приводит к появлению обособленного


а)    — песчано-гривистая пойма;

б)    — ступенчато-гривистая пойма;

в)    — останцево-гривистая пойма;

г)    — возвышенно-глинистая пойма;

д)    — пониженно-суглинисто-гривистая пойма.

1    — пойменная фация аллювия (суглинки);

2    — русловая фация аллювия (пески);

3    — коренные породы;

4    — торф;

5    — гравий, галька.

ВУВ — высокий уровень воды,

НУВ — низкий уровень воды.

Рисунок 5.2 — Типичные поперечные разрезы пойм свободно меандрирующей реки

(через центральную часть массива)

участка поймы, огибаемого старицей (действующей, с водой или занесенной). Последующий повторяющийся цикл деформаций ведет к появлению новых систем вееров.

Сложный рельеф поверхности поймы, создающийся при свободном меан-дрировании, обусловливает возникновение сложных течений в период ее затопления, и лишь при очень больших глубинах затопления влияние рельефа поймы на структуру пойменных течений может значительно уменьшить или вовсе не проявляться. В этот период на пойме могут возникать и развиваться эрозионные и аккумулятивные образования, не связанные в своей ориентации и по размерам с ориентацией основного гривистого рельефа поймы (прорывы береговых валов, возникновение пойменных протоков и конусов их выноса, перерезающих системы вееров перемещения русла и т.п.). Таким образом, при оценке взаимодействия рельефа поймы и пойменного потока необходимо оценивать его применительно к каждой фазе затопления.

В первой и третьей фазах затопления большое влияние на пойменные течения оказывает гривистый рельеф поймы, валы и ложбины между ними, образующие каждый веер перемещения русла.

10

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

В начале второй фазы затопления, при возникновении транзитного потока, роль отдельных валов и ложбин ослабевает, но существенное влияние приобретают разновысотные их системы веера перемещения русла. Именно благодаря им, из года в год намечаются постоянные пути движения воды по пойме, и образуются русла этих пойменных потоков, в межень полностью высыхающих или сохраняющих обычно воду лишь в плесах, отчленённых от русла реки.

При достижении уровнями воды на затопленной пойме наивысших отметок основное влияние на пойменный транзитный поток оказывает уже характер расположения в пределах речной долины всего пойменного массива.

На поймах свободно меандрирующих рек устанавливаются сложные системы течений и, в соответствии с этим, возникают разнообразные и далеко не всегда согласующиеся с рельефом их поверхности эрозионно-аккумулятивные образования.

Оценку интенсивности плановых деформаций русла при свободном меан-дрировании следует производить согласно 9.4 методических указаний.

5.3. Незавершённое меандрирование является разновидностью свободного меандрирования, которое характеризуется наличием спрямляющего протока излучин и возникает в сильно затопляемых во время половодья поймах, сложенных из легкоразмываемых пород грунта.

В начальной стадии своего развития излучины развиваются по схеме свободного меандрирования, но задолго до завершения полного цикла развития излучины на пойме возникает и развивается спрямляющая протока, со временем превращающаяся в главное русло (рисунок 5.3). По мере развития спрямляющей протоки плановые деформации главного русла ослабевают.

Рисунок5.3 —Типичный план и поперечный разрез поймы при незавершенном мендрировании — крупно-гривисто-песчаная пойма

Спрямляющая протока разрабатывается постепенно (на малых реках — быстрее, на больших — медленнее). По ней происходит интенсивное движение наносных скоплений в виде ленточных гряд, осерёдков, побочней. После того как спрямляющая протока примет основную часть расхода воды в реке, прежнее главное русло начинает превращаться в старицу, и цикл возобновляется.

Этот тип руслового процесса легко опознается на картах и аэрофотоснимках участков рек достаточно большого протяжения по наличию спрямляющих проток, находящихся в разных стадиях развития.

При описании пойм свободно меандрирующих рек отмечалось о существовании постоянных сосредоточенных потоков на затопленной пойме, образую-

11

щихся при обтекании разновысотных сегментов поймы (вееров перемещения русла). Поймы рек при незавершенном меандрировании представляют собой дальнейшее развитие спрямляющих протоков, возникающих на участках с большой глубиной затопления поймы и превращающихся в постоянно действующие (в половодье и межень) спрямления излучин. Однако, поскольку при незавершенном меандрировании в пределах данного массива поймы структура ее рельефа менее сложна, чем при свободном меандрировании, и обычно бывает представлена одним веером перемещения русла, то и структура пойменных течений оказывается менее сложной. По этой же причине направление спрямляющих протоков определяется не наличием разновысотных систем вееров перемещения русла, а положением динамической оси транзитного потока в период наивысших уровней. Последнее, может быть, в известной мере обусловлено притеррасным понижением или направлением особенно крупных ложбин между валами, образующими данный сегмент поймы.

Основным фактором, определяющим положение спрямления, является положение динамической оси потока, обусловленное общим характером расположения пойменного массива в пределах речной долины и по отношению к смежным выше и ниже расположенным участкам реки.

Таким образом, при незавершенном меандрировании течения на пойме в общем значительно менее сложны, чем при свободном меандрировании, Основные деформации поймы проявляются в разрушении ее на подмываемых берегах излучин, в образовании новых участков на выпуклых берегах и в размывах поверхности, ведущих к появлению спрямляющих протоков. При этом указанные деформации длительное время происходят однонаправленно — развиваются излучины, и постепенно разрабатываются спрямляющие протоки. Последние в начальных стадиях развития меандрируют, образуя серии небольших излучин, в последующем расширяются, а затем вновь переходят к меандрированию, но уже в виде деформаций одной излучины, которая в дальнейшем повторяет весь цикл развития и спрямляется. Старое же главное русло начинает постепенно заноситься, но еще длительное время может определять характер местных пойменных течений.

Прогноз деформаций следует производить путем совмещений плановых материалов разных лет съемок.

5.4. Пойменная многорукавность является дальнейшим развитием и усложнением незавершенного меандрирования, при котором спрямляются не отдельные излучины, а группы смежных излучин. Характеризуется широкой поймой. Русловой процесс на каждом спрямляющем протоке может развиваться по законам любого типа руслового процесса. Выделить основное русло среди многочисленных протоков часто невозможно. Острова, образованные протоками, представляют участки поймы, обладающие значительной плановой устойчивостью (рисунок 5.4).

Деформации русла реки в целом сводятся к медленному развитию спрямляющих протоков, их отмиранию и возобновлению, сопровождающемуся перераспределением расхода воды между рукавами. Спрямлениями, как правило, оказываются охвачены не отдельные излучины, как при незавершенном меандрировании, а группы смежных излучин.

12

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

Предисловие

1.    РАЗРАБОТАН Государственным учреждением «Государственный гидрологический институт» (ГУ «ГГИ») Росгидромета

2.    РАЗРАБОТЧИКИ З.Д.Копалиани, канд. техн. наук (руководитель темы); |Б.Ф. Снищенко[ академик РАЕН, профессор, заслуженный деятель науки РФ, доктор техн. наук (руководитель темы); В.М. Католиков, канд. техн. наук; А.Б. Клавен, доктор техн. наук; В.А. Бузин, доктор техн. наук; М.М. Жук, ведущий инженер; Н.И. Католикова, научный сотрудник; Н.К. Александрова, ведущий инженер

3.    УТВЕРЖДЕН директором ГУ «ГГИ» И.А. Шикломановым 22.09.2009

4.    ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ «ГГИ» за номером СТО 08.29 -2009

5.    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

III

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

А

а)    проточно-островная песчаная пойма;

б)    проточно-островная глинистая пойма

при большой разнице в крупности взвешенных и донных наносов.

Рисунок 5.4 — Типичный план и поперечный разрезы поймы при пойменной многорукавности

При пойменной многорукавности в период половодий и паводков на пойме возникают вторичные протоки, не связанные с развитием незавершенного меан-дрирования.

На участках русла с поймой, затопляемой еще больше, чем при незавершенном меандрировании, последнее может привести к появлению сложной системы проток. Кроме того, возникают протоки, обусловленные местными течениями, образующимися сосредоточенным стоком воды через эрозионные образования, расчленяющие склоны долины. Вследствие этого сеть протоков еще более усложняется. В ходе деформаций протоков возможно занесение одних и возникновение других. Так, например, при перемещении по руслу крупных песчаных гряд они могут перекрывать начало меньших проток, впадающих в главную. По мере сползания этих гряд возможно возобновление течения в ранее перекрытых меньших протоках.

При пойменной многорукавности пойменные массивы следует выделять по правилам, указанным для свободного меандрирования, ориентируясь при этом на русла главных протоков.

В целом, на подобном участке основные течения обычно согласуются с направлением протоков. Лишь при очень высоких половодьях могут возникнуть течения, направление которых не согласуется с направлением протоков и определяется общей ориентировкой русла в речной долине, т.е. общими про-

13

Содержание

1.    Область применения.........................................................................................1

2.    Нормативные ссылки.........................................................................................2

3.    Термины и определения....................................................................................3

4.    Общие положения..............................................................................................5

5.    Основные характеристики типов руслового процесса и речных пойм ..........7

6.    Связь методов пересечения рек трубопроводами с типами руслового

процесса речных русел........................................................................................19

7. Инженерно-гидрометеорологические изыскания.........................................20

7.1.    Общие указания.......................................................................................................20

7.2.    Состав инженерно-гидрометеорологических изысканий,

общие технические требования....................................................................................21

7.3.    Инженерно-гидрометеорологические изыскания для разработки

предпроектной документации.......................................................................................34

7.4. Инженерно-гидрометеорологические изыскания для разработки проекта........38

8.    Выбор участков и створов переходов магистральных трубопроводов

при пересечении рек траншейным способом и методом наклонного бурения.................................................................................................................42

8.1.    Траншейный метод..................................................................................................42

8.2.    Метод наклонного бурения.....................................................................................44

9.    Оценка характеристик транспорта наносов и деформаций русел

и пойм рек при разных способах прокладки трубопроводов ...........................48

9.1.    Расчёты подвижности руслового аллювиального материала,

характеристик русловых микроформ и расхода донных наносов................................48

9.2.    Прогнозирование скорости перемещения затопляемых мезоформ

речного русла или их фрагментов.................................................................................58

9.3.    Примеры расчета смещения мезоформ за прогнозируемый период.................63

9.4.    Прогнозирование плановых деформаций русла...................................................65

10.    Построение ППР русел равнинных рек при траншейном способе

прокладки перехода трубопровода....................................................................66

11.    Построение ППР русел равнинных и горно предгорных рек в случае

прокладки трубопровода методом наклонного бурения ..................................71

11.1.    Основные параметры ППР....................................................................................71

11.2.    Этапы построения профиля предельного размыва русла..................................73

11.3. Определение ориентировочных значений параметров ППР (I этап).................74

11.4.    Определение значений параметров ППР русла для морфологически

однородного участка реки и для конкретного створа перехода (II и III этапы)............75

12.    Построения ППР русел горно-предгорных рек при траншейном

способе прокладки перехода трубопроводов...................................................81

13.    Оценка заносимое™ подводных траншей при строительстве

подводных переходов..........................................................................................81

13.1.    Проектно технологические задачи......................................................................81

13.2.    Расчётные методы определения заносимости траншей....................................81

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

13.3.    Натурные методы определения заносимое™ траншей......................................85

13.4.    Примеры решения проектно-технологических задач

по учёту заносимое™ подводных траншей...................................................................88

14. Организация мониторинга на участках переходов магистральных трубопроводов через реки..................................................................................90

14.1.    Общие положения.................................................................................................90

14.2.    Цели и программы проведения гидроморфологического мониторинга

на различных этапах проектирования и реализации    проекта......................................97

14.3.    Рекомендации по выполнению отдельных видов наблюдений

и работ в составе гидроморфологического мониторинга водных объектов............103

Приложение А (справочное). Классификация инженерных сооружений

и мероприятий по характеру их взаимодействия с русловым процессом.....110

Приложение Б (рекомендуемое). Карты-схемы распределения типов руслового процесса на территории России и сопредельных государств......114

Приложение В(рекомендуемое) Учет деформаций речных русел на подводных переходах трубопроводов в специфических условиях

многолетней мерзлоты и зимнего периода.....................................................125

Приложение Г (справочное). Темпы плановых деформаций берегов

на реках при разных типах руслового процесса..............................................127

Приложение Д (рекомендуемое). Каталог заторных участков и уровенных характеристик затопления пойм средних и крупных рек

России при заторах льда ..................................................................................147

Приложение Е (рекомендуемое). Аварийные разливы нефти на участках

подводных переходов трубопроводов через реки...........................................158

Приложение Ж (обязательное). Экспертиза проектов перехода

трубопровода через реки (русловой аспект) ..................................................167

Библиография....................................................................................................173

Лист регистрации изменений...........................................................................175

V

Введение

Настоящий стандарт «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки» разработан с целью развития ведомственных строительных норм ВСН 163-83 «Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов)», изданных более 20 лет назад.

Необходимость создания и внедрения в практику строительства стандарта, регламентирующего учет русловых процессов на подводных переходах трубопроводов через реки в современных условиях, вызвана многими обстоятельствами:

—    за последние несколько лет произошли существенные изменения в законодательной и нормативной базе в области водных отношений. Новым Водным кодексом Российской Федерации (ВК РФ) [1] и постановлением Правительства Российской Федерации «Об утверждении Положения о осуществлении государственного мониторинга водных объектов» [2] введены новые элементы государственного мониторинга водных объектов: мониторинг состояния дна и берегов водных объектов, а также состояния водоохранных зон, что выдвигает дополнительные требования к подводным переходам трубопроводов через реки и к расчету (анализу) рисков разливов нефти и ее попадания в речной поток;

—    согласно своду правил СП 11-103 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства» русловые процессы включены в перечень опасных гидрометеорологических процессов и явлений, оказывающих аккумулятивноэрозионное воздействие на дно, берега русла и пойму реки, нарушающее устойчивость или нормальные условия эксплуатации размещаемых здесь сооружений;

период, прошедший после издания ВСН 163, соизмерим с нормативным сроком службы подводных переходов трубопроводов (25 лет), установленным СНиП 2.05.06 «Магистральные трубопроводы». Множество действующих переходов трубопроводов через реки уже исчерпали свой технический ресурс;

за истекшие 20 25 лет появилось множество связанных с трубопроводным транспортом ведомственных нормативных документов, часто противоречащих друг другу;

—    произошедшие в последние годы кардинальные изменения в социально-экономической, технологической и других сферах жизни России сопровождались бурным развитием трубопроводной транспортной системы. Существенно расширились сеть и география трубопроводного транспорта России: строительство трубопроводных систем на острове Сахалин (проекты Сахалин-1, Сахалин-2), в западной и восточной Сибири (проекты нефтепроводов «Восточная Сибирь — Тихий океан», газопровода «Алтай»), в Северо-Западном регионе (проекты нефтепроводов Балтийской трубопроводной системы БТС-1 и БТС-2, а также нефтепродуктопровода «Кстово-Ярославль-Кириши-Приморск»), в Мурманской области и Карелии (проект газопровода от Штокмановского газового месторождения до Финского залива), в северных регионах европейской части России (проекты нефтепроводов Харьяга-Индига и восточной части Балтийской трубопроводной системы, газопровода от Бованенковского месторождения до Финского залива), в южных районах страны (проекты нефтепровода Каспийского трубопроводного консорциума и газопровода «Голубой поток»).

VI

СТО ГУ ГГИ 08.29-2009

за последние 20 25 лет заметно обогатился опыт строительства и эксплуатации переходов трубопроводов через реки как традиционным траншейным способом пересечения рек, так и методом наклонного бурения, основанном на новейших, современных технологиях;

в связи с глобальным изменением климата, влиянием хозяйственной деятельности на речных водосборах наиболее зримо проявившимися в последние 25 лет, существенно изменились естественный водный, ледовый и русловой режимы рек, что проявилось в нарушении стационарности речного стока. В тоже время получили развитие новые методы расчетов и прогнозов характеристик руслового процесса и русловых деформаций, с большей детализацией и дифференциацией этих характеристик применительно к большим, средним и малым равнинным и горно-предгорным рекам. Усовершенствованы и дополнены схематические карты распространения типов руслового процесса на реках России и некоторых сопредельных государств. Изучается механизм распространения, аварийных нефтяных разливов в руслах рек различных морфологических типов и разрабатываются рекомендации по их локализации и улову.

При подготовке настоящего документа использованы результаты более 70 НИР, выполненных в отделе русловых процессов ГГИ в период 1986 2008 гг. по различным аспектам учета руслового процесса при проектировании, строительстве и эксплуатации подводных переходов трубопроводов через реки России, включая вопросы реконструкции, капитального ремонта и ликвидации (демонтажа) выведенных из эксплуатации переходов трубопроводов.

Тематика большинства из отмеченных НИР была направлена на решение следующих задач:

—    разаработка прогноза руслового процесса на участках подводных переходов через реки (Нева, Волга, Обь, Иртыш, Кубань и др.);

—    обоснование проектирования и строительства подводных переходов трубопроводов методом наклонного бурения (реки Волга, Урал, Нева, Конда);

—    изучение процессов распространения разливов нефти и методов их локализации. Гидрологическое обоснование всероссийских учений АК «Транснефти» в натурных условиях (реки Обь, Волга, Белая, Кама, Нева, реки Башкирии);

проведение гидроморфологического мониторинга трубопроводов на стадии их строительства (БТС-1, БТС-2, БТС-3).

Учитывая изложенное, актуальность и своевременность внедрения в строительную практику настоящего стандарта «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки», представляется очевидной. Это должно обеспечить повышение качества проектирования и безопасность эксплуатации подводных переходов трубопроводов через реки России.

VII

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки

Дата введения — 2010-01-01

1. Область применения

Настоящий стандарт «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки» разработан в развитие ведомственных строительных норм ВСН 163 и на современном уровне регламентирует учет деформаций русловых процессов на подводных переходах трубопроводов через реки и направлен на решение следующих задач:

—    безошибочное определение типа руслового процесса, предполагающее конкретную схему плановых и высотных переформирований русла и поймы реки;

выбор предпочтительного по природным условиям, критерию надежности и технико-экономическим и экологическим показателям метода пересечения реки трубопроводом;

выполнение инженерно-гидрометеорологических изысканий (русловые аспекты в составе общих инженерно-геологических, топографических, гидрологических и климатологических изысканий или специальные русловые изыскания);

—    обоснование выбора участков и створов переходов трубопроводов через реки при траншейном способе, методе наклонного бурения или комбинированном методах;

—    оценку (расчеты и прогнозы) характеристик руслового процесса (плановые и высотные деформации русла, геометрические и динамические параметры русловых макро, мезо- и микроформ, расход наносов и др.) при траншейном способе прокладки трубопровода и методе наклонного бурения;

—    построение профиля предельного размыва (ППР) русла и поймы в поперечном сечении реки при альтернативных способах пересечения реки трубопроводом;

—    оценку заносимости подводных траншей на переходах трубопроводов при траншейном или комбинированном методах прокладки трубопровода;

инженерную защиту переходов трубопроводов от размыва русла; организацию мониторинга участков рек в зоне подводного перехода трубопроводов;

—    решение вопросов, связанных с аварийными разливами нефти в реку, ее локализацией и уловом;

экспертиза проектов переходов трубопроводов через реки.

В настоящем стандарте впервые решаются следующие задачи:

обоснование и выбор метода пересечения реки трубопроводом методом наклонного бурения;

1

организация и ведение мониторинга участков рек на подводных переходах трубопроводов;

локализация аварийных разливов нефти в реках;

проведение экспертизы проектов переходов трубопроводов через реки.

В стандарте существенно обновлены и расширены рекомендуемые методы расчета и прогноза характеристик руслового процесса и транспорта наносов в реках, учитывающие особенности руслового процесса на больших, средних и малых равнинных и горно-предгорных реках с различным типом руслового процесса.

Настоящий стандарт «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки» предназначен для использования изыскательскими, научно-исследовательскими, проектными, строительными, природоохранными организациями и учреждениями различных форм собственности, занятыми проектированием, строительством и эксплуатацией переходов трубопроводов через реки. Стандарт может быть также полезен для органов государственного контроля и надзора за использованием и охраной водных объектов.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные

документы:

ГОСТ 17.1.3.13-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения

ГОСТ Р 17.0.0.06-2000 Охрана природы. Экологический паспорт природо-пользователя. Основные положения. Типовые формы

ГОСТ Р ИСО 14001-98 Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению

ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения ВСН 163-83 Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов)

СНиП 2.05.06-85 Магистральные трубопроводы

СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территории от затопления и подтопления

СНиП 3.07.01-85 Гидротехнические сооружения речные СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения СО 34.21.204-2005 Рекомендации по прогнозу трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов

СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства СП 11-103-97 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства

СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик

РД 51-2.4-007-97 Борьба с водной эрозией грунтов на линейной части трубопроводов

2