REGULACIJSKE GRAĐEVINE

Dosadašnja su se izlaganja odnosila na opis pojedinih izrađevina koje se kao konstrukcijski elementi koriste kod izvedbe regulacijskih građevina.

Sada će se prijeći na opis (funkciju i izvedbu) samih građevina.

Sve regulacijskih građevine mogu se prema mjestu na kojem se nalaze i prema funkciji podijeliti kao što je pokazano na slici.

1. Regulacijske građevine izvan riječnog korita

Regulacijske građevine izvan riječnog korita jesu:

(1) nasipi, (2) kamene naslage (regulacijske deponije).

(1) Nasipi su građevine koje služe za obranu okolnog područja od poplava, odnosno za sprečavanje izlijevanja velikih voda iz korita vodotoka. Izvode se nasipavanjem zemljanog materijala koji se nalazi u neposrednoj blizini.

Kod nasipa razlikujemo:

(A) tijelo i posteljicu nasipa, (B) inundaciju, (C) područje branjeno od poplava.

1

Prema namjeni razlikujemo slijedeće vrste nasipa:

(i) glavne – brane područje od svih poplavnih voda i definiraju korito za veliku vodu,

(ii) ljetne – brane područje od ljetnih velikih voda ili od određenih protoka, (iii) obuhvatne – brane samo pojedina naselja ili materijalna dobra od velikih

voda, (iv) dolmice – brane područje od procjednih voda, (v) usporne – uz korito pritoka prate uspor vode izazvan visokim vodostajima

u glavnom vodotoku, (vi) priključne – spajaju glavne nasipe s visokim terenom,

(vii) poprečne (transverzalne) ili granične (demarkacijske) – dijele branjeno područje u pojedine poldere (kasete) i u slučaju prodora glavnog nasipa ograničavaju poplavu,

(viii) pristupne – omogućavaju pristup s terena na nasip, (ix) otvorene – usmjeravaju i dopuštaju izlijevanje velikih voda nizvodno od

naselja ili branjenog materijalnog dobra, (x) linijske – slijede liniju obale tako da pokos korita odmah prelazi u vanjski

pokos nasipa, (xi) mrtve – napušteni nasipi.

2

Na slici prikazana je situacijska shema rasporeda većine od nabrojenih vrsta nasipa.

Osnovni elementi nasipa jesu:

(a) profil nasipa, (b) presjek nasipa.

(a) Pod profilom nasipa podrazumijeva se njegova vanjska geometrija.

Nasipi su trapeznog profila definiranog sa slijedećim parametrima:

(a1) širinom krune, (a2) nagibom pokosa (vanjskog i unutarnjeg), (a3) visinom nasipa.

3

Vrijednosti ovih parametara definiraju se na osnovi rezultata hidroloških, hidrauličkih i poglavito tehničko – ekonomskih analiza, uzimajući u obzir značaj branjenog područja, odnosno mjerodavnu vodu od koje se ovo područje štiti.

(a1) Širina krune prvenstveno ovisi o namjeni nasipa i npr. iznosi:

- kod glavnog nasipa, 2.5 do 6.0 [m], ovisno od njihove sekundarne namjere, trajanja vodnog vala i svojstava nasutog materijala u nasipu,

- kod ljetnih nasipa, 1.5 do 2.0 [m], - kod dolmica, 0.5 [m].

(a2) Nagibi pokosa ponajprije ovise o vrsti materijala, trajanju velike vode i visini nasipa. Kreću se u granicama od 1:1 (za obložene nasipe) do 1:6.

Vanjski pokos (pokos prema rijeci) dodatno ovisi o dubini vode, jačini vjetra u smjeru poprečno na nasip i duljini vodnog lica u smjeru mjerodavnog vjetra (generiranje valova).

Kod glavnih nasipa, slika (a) , vanjski je pokos u pravilu blaži od unutarnjeg pokosa ( pokosa prema branjenom području).

Kod ljetnih je nasipa obrnuto, slika (b). vanjski je pokos strmiji, a unutrašnji blaži, kako bi mogao odolijevati eroziji za vrijeme kada se voda prelijeva preko nasipa.

(a3) Visina nasipa je visinska razlika između terena i krune nasipa. Ovisi o pripadajućem vodostaju velike vode određenog povratnog razdoblja, VVn, za koju se predviđa zadržavanje unutar nasipa.

Za određivanje visine nasipa treba znati da izvedbom nasipa dolazi do povećanja vodostaja velikih voda, odnosno do povećanja vodnog vala, tako da sukladno povećanju vodostaja treba odrediti i visinu nasipa.

4

Očekivano povećanje vodostaja može se odrediti na više načina, ovisno o raspoloživim podlogama.

Jedan od postupaka određivanje orijentacijske visine nasipa, odnosno kote krune nasipa, je postupak korespodentnih vodostaja.

Pretpostavimo da za hidrometrijske profile A i B označene na slici 22(a), raspolažemo sa podacima o vodostajima, na osnovi kojih je definirana njihova korelacijska povezanost, slika (b).

Iz dijagrama se vidi da sve dok je tečenje u osnovnom koritu, tj. do razine SVV, postoji linearna korelacijska povezanost između vodostaja, hA [cm], u hidrometrijskom profilu A i vodostaja, hB [cm], u hidrometrijskom profilu B. Porastom vodostaja se voda u hidrometrijskom profilu B izlije iz korita, dok je u profilu A i dalje koncentrirana. Zbog toga vodostaji u profilu B sporije rastu, tako da dolazi do nelinearne povezanosti vodostaja. Ta je promjena to veća što je šire inundacijsko područje.

B

Ako se pretpostavi da se između hidrometrijskih profila A i B podizanjem nasipa postiže i kod visokih vodostaja odnos sličan onome koji postoji kod vodostaja voda dok su u osnovnom koritu, tada pravac korelacije vodostaja osnovnog korita treba produžiti do vodostaja koji odgovara velikoj vodi određenog povratnog razdoblja, dakle, onoj velikoj vodi za koju se predviđa zadržavanje unutar nasipa. Odstupanje stvarnog odnosa vodostaja mjerodavne velike vode od pretpostavljenog daje traženo nadvišenje vodostaja velike vode, Δhv[cm].

5

Nakon toga treba dobiveni protjecajni profil još provjeriti hidrauličkim proračunom i eventualno korigirati prethodno usvojeno nadvišenje, Δhv.

(b) Pod presjekom nasipa podrazumijeva se njegova konstrukcija unutar profila.

Nasipi svojom konstrukcijom trebaju odolijevati hidrostatičkom i hidrodinamičkom djelovanju vode.

Hidrostatičko djelovanje vode može prouzrokovati:

(i) nastajanje kliznih ploha, (ii) slijeganje nasipa, (iii) procjeđivanje vode kroz nasip i ispiranje sitnijih čestica iz tijela nasipa, (iv) procjeđivanje vode ispod nasipa i ispiranje sitnih čestica tla, (v) uzdizanje i pucanje nasipa, ako je tlo na kojem je izgrađen takvo da

povećava svoj obujam promjenom razine podzemnih voda.

Hidrodinamičko djelovanje vode očituje se:

(i) kao udar vodne struje u nasip koji je nepravilno položen, (ii) u vidu jakih virova nizvodno od ispupčenih, odnosno izloženih dijelova

nasipa, (iii) kao oštećenje nasipa uslijed valova, (iv) kao oštećenje nasipa od udara ledenih santi, (v) kao oštećenje nasipa uslijed prelijevanja, u slučaju da je nasip

poddimenzioniran.

Osnovni elementi presjeka nasipa jesu:

(b1) tijelo nasipa, (b2) posteljica nasipa.

(b1) Tijelo nasipa čini ugrađeni zemljani materijal omeđen krunom, pokosima i posteljicom nasipa.

Najbolji materijal za izradu tijela nasipa je pjeskovita glina, s 25 do 40 [%] pijeska. Prije izrade tijela nasipa treba materijal geomehanički ispitati i odrediti njegovu optimalnu vlažnost za najpovoljnije zbijanje, kao i uvjete zbijanja. U toku izrade nasipa stalno se provode kontrolna ispitivanja zbijenosti i vodopropusnosti.

(b2) Posteljica nasipa je sraslo tlo, uređeno na odgovarajući način da bi se na njemu mogao izraditi (temeljiti) nasip.

6

Temeljenje nasipa se vrši ovisno o osobinama tla i vrsti nasipa.

Priprema posteljice započinje uklanjanjem humusa. Ako je temeljno tlo slabo vodopropusno, slika 24 (a) do (c), posteljica se izbrazda uzdužnim brazdama dubine 10 do 20 [cm] na međusobnom razmaku 30 do 40 [cm], ili se duboko preore tako da ostanu usječene brazde.

Na ovakvo pripremljenoj posteljici izrađuje se nasip u horizontalnim slojevima debljine 10 do 15 [cm], najviše do 25 [cm], što zavisi od načina zbijanja. Slojevi se moraju pažljivo zbijati i biti neprekidni po cijeloj dužini, te se prostirati po cijelom profilu.

Kod vodopropusnog temeljnog tla s vodonepropusnim (slabo vodopropusnim) podslojem na manjoj dubini, temeljenje se izvodi tako da se kroz vodopropusno tlo iskopa temeljni rov koji 0.2 do 0.3 [m] zadire u podsloj, te se u tom rovu temelje vodonepropusna (slabo vodopropusna) jezgra ili obloga, slika (d) do (f) i (h) do (j).

Ako je sloj vodopropusnog tla ispod posteljica veće debljine, tada se vodonepropusna (slabo vodopropusna) jezgra ili obloga temelje do izvjesne dubine, kako bi se produžio tok procjednoj vodi, odnosno smanjili gradijent tlaka i brzina procjednih voda do veličina koja neće izazivati ispiranje čestica tla.

Provjeravanje tijela nasipa u pogledu procjeđivanja kroz nasip pristupa se ispitivanjem procjedne linije.

7

Pod pretpostavkom da je tijelo nasipa izvedeno od homogenog materijala, položaj procjedne linije određen je jedino geometrijom nasipa.

Međutim, od vrste materijala i načina njegove ugradnje (zbijenost) bitno ovisi brzina procjeđivanja kroz tijelo nasipa, a s time i količina procjednih voda.

8

Ako je brzina procjeđivanja, s obzirom na vrstu i način ugradnje materijala od kojeg je izveden nasip, veća od dopuštene, dolazi do deformacija tijela nasipa i ugrožavanja njegove stabilnosti.

Smanjenje brzine procjeđivanja, odnosno smanjenje količine procjednih voda, može se postići na jedan od slijedećih načina ili u njihovoj kombinaciji:

(i) povećanjem dimenzija nasipa, (ii) boljom zbijenošću nasipa, (iii) izradom dijela nasipa od materijala manje vodopropusnosti, slika 24 (b), i

vodonepropusnog materijala, slika (c). (iv) izradom vodonepropusne obloge, slika (d) i (g), (v) izradom jezgre od slabo vodopropusnog ili vodonepropusnog materijala,

slika (e), (vi) izradom krute vodonepropusne obloge, slika(h), ili jezgre, slika (f), (vii) izradom slabo vodopropusne jezgre ili obloge i dreniranjem stope

unutarnjeg pokosa s odgovarajućim filtrom, slika (i) i (j).

Dreniranje stope unutarnjeg pokosa provodi se radi:

(i) onemogućavanja ispiranja sitnih čestica materijala iz nasipa, (ii) sprečavanje vlaženja pokosa, (iii) onemogućavanja nastajanja vrelne plohe na pokosu, (iv) povećanja stabilnosti pokosa, (v) zahvaćanja, sabiranja i odvođenja procjednih voda sistemom drenova i

odvodnih kanala.

Međutim, dreniranje ima i nedostataka:

(i) poskupljuje se izvedba nasipa, (ii) kod određenih načina dreniranja smanjuje se duljina toka procjednih voda,

povećava gradijent tlaka, odnosno brzina procjeđivanja i protok procjednih voda,

(iii) otežava se obrana nasipa za vrijeme velikih voda, jer se gubi uvid u djelovanje procjednih voda.

Dreniranje se može provesti na razne načine.

9

Kao što je sa slike vidljivo, procjedna linija se prilagođava vrsti drena i uvjetima odvodnje procjednih voda.

(2) Kamene naslage su građevine koje se izvode uzduž dijela regulacijske linije nove obale sa svrhom da se dio postojeće obale, izložene i podložne eroziji (podlokavanju, potkopavanju), stabilizira na liniji nove obale.

To se ostvaruje tako što se kamenje uruši niz obalni pokos stvoren podlokavanjem stare obale, te ga tako štiti od daljnje erozije.

Kamene naslage se mogu izvoditi bez rova i betonskih blokova.

10

2. Regulacijske građevine u riječnom koritu

Regulacijske građevine u riječnom koritu mogu biti:

(I) uzdužne (paralelne), (II) okomite ili poprečne, (III) posebne (specijalne).

(I) Uzdužne građevine mogu biti:

(IA) glavne (primarne), (IB) pomoćne (sekundarne).

(IA) Glavne uzdužne građevine jesu:

(1) obaloutvrde, (2) prave uzdužne građevine.

(1) Obaloutvrde su građevine kojima se obale zaštićuju od erozije, umiruje vodni tok uz obalu i postiže pravilna geometrija oblika.

U cilju zaštite od erozije obaloutvrde se na konkavama izvode do razine SVV, što otprilike odgovara punom osnovnom koritu.

Izbor tipa obaloutvrde nije jednostavan, jer ovisi o hidrološkim, hidrauličkim i geomehaničkim prilikama u koritu, te o raspoloživom materijalu i novčanim sredstvima za izradu obaloutvrde.

U većini slučajeva koriste se prirodni materijali (kamen, šljunak, busen, pruće, kolje), ali isto tako i betonski elementi, čelični ili armirano betonski šipovi i zidovi, gabioni i sl.

Izbor optimalne vrijednosti obaloutvrde treba uslijediti nakon detaljne tehničko-ekonomske analize više varijanata.

11

12

13

Jedan od vrlo bitnijih kriterija za izbor vrste obaloutvrde jesu hidraulički utjecaji toka na kontaktu s konstrukcijom ( brzina strujanja, odnosno tangencijalna naprezanja).

Stoga su u tablici prikazani podaci o dozvoljenim tangencijalnim naprezanjima, τo[N m-2], i dozvoljenim srednjim brzinama, v[m s-1], za češće vrste obaloutvrda.

14

Čestu primjenu imaju kamene obaloutvrde. Primjenjuju se na potezima riječnog korita s velikim brzinama, odnosno s velikom erozijskom snagom riječnog toka.

Osnovni elementi poprečnog presjeka ovakvog tipa obaloutvrde, slika (c1), jesu:

(a) nožica, (b) posteljica, (c) obloga.

(a) Nožica se najčešće izvodi u vidu kamenog nabačaja ili u kombinaciji kamenog nabačaja i tonjača, do razine MV. U pravilu se postavlja na prethodno ugrađeni fašinski jastuk, sloj šljunka ili posebnu vrstu geotekstila koja može bez oštećenja primiti udarce kamenih blokova prilikom njihove ugradnje.

(b) Posteljica služi kao podloga kamene obloge na prethodno formiranom obalnom pokosu nagiba 1:1.5 do 1:2. Izvodi se kao obratni filtar s kojime se sprečava ispiranje sitnijih čestica u razdobljima naglog sniženja vodostaja.

(c) Obloga se izvodi u vidu jednoslojnog ili dvoslojnog kamenog nabačaja. Kod izvedbe se spojnice kamenih blokova usmjeravaju uzvodno kako bi se smanjio efekt ispiranja materijala prilikom naglog sniženja vodostaja.

Obloga se završava krupnijim kamenom koji sprečava njeno rušenje prilikom povlačenja voda koje su se prethodno izlile iz osnovnog korita.

(2) Prave uzdužne građevine se izvode paralelno s maticom toka na onim sektorima konkavnih obala, ili na objema pravolinijskim obalama, na kojima je potrebno izvršiti suženje korita.

Smještaju se uzduž projektiranih regulacijskih linija budućih obala i izvode do razine SV. Naročito su pogodne kod regulacijskih radova za potrebe plovidbe , jer bitno poboljšavaju uvjete protjecanja.

Profil im je trapezni, s blažim pokosom prema rijeci.

S obalom se obavezno povezuju traverzama, kako bi se spriječilo tečenje između prirodne obale i tijela prave uzdužne građevine.

Najčešće se grade od kamena, fašina, tonjača, punjenih valjaka i gabiona.

15

Kao što je sa slike vidljivo, u tijelu prave paralelne građevine se na razini male vode ostavljaju otvori, duljine 2.0 do 10.0 [m], za upuštanje vode s nanosom u prostor između građevine i obale – naplavne spremnike. U ovim se spremnicima odvija taloženje nanosa i formiranje nove obale.

Na uzvodnom i nizvodnom kraju tijelo prave uzdužne građevine mora biti spojeno s obalom.

Poprečni presjeci najučestalijih vrsta pravih uzdužnih građevina prikazani su na slici.

16

17

(IB) Pomoćne uzdužne građevine su Wolfovi odboji.

To su građevine koje se izvode u riječnom koritu s primarnom funkcijom izazivanja odlaganja nanosa u dubljim dijelovima riječnog korita po trasi buduće regulacijske građevine.

(II) Okomite građevine mogu biti:

(IIA) glavne, (IIB) pomoćne.

(IIA) Glavne okomite građevine jesu:

(1) pera, (2) pregrade, (3) pragovi.

(1) Pera su najznačajnije okomite građevine u riječnom koritu koje se u načelu izvode na konveksnim obalama do razine SV s ciljem suženja riječnog korita i fiksiranja regulacijske linije buduće obale u pojedinim točkama do kojih doseže najizbočeniji dio pera u koritu vodotoka – glava pera.

Izvode se kao sustavi (u skupinama), jer kao pojedinačne građevine mogu izazvati negativan učinak (npr. lokalnu eroziju). Pri tome se najprije izvodi najuzvodnije pero, čime se ostvaruju povoljni hidraulički uvjeti za gradnju nizvodnih pera.

U odnosu na smjer toka pera se najčešće izvode pod kutom od 90 [o] – okomita pera (normalna pera), ali mogu biti i zaokrenuta prema toku – uzvodna pera (inklinatorna pera) ili od toka – nizvodna pera (deklinatorna pera). Uzvodna pera su najefikasnija u pogledu formiranja nove obale, pri čemu je i najveći poremećaj strujne slike. Kod nizvodnih je obrnut slučaj, pošto se obala relativno sporo formira, ali je i poremećaj toka najmanji.

Pera svojom prisutnošću u riječnom koritu prouzrokuju odbacivanje matice prema sredini toka, izazivajući pri tome u zoni između pera cirkulacijsko strujanje i taloženje nanosa.

18

Kao što slika pokazuje, ako je konveksna obala regulirana sistemom pera, konkavna obala mora biti zaštićena paralelnom građevinom (najčešće obaloutvrdom).

Međusobni razmak i duljina pera ovise o osobinama riječnog korita i trase dionice na kojoj se izvode pera. Ove je veličine najbolje odrediti na fizikalnom modelu ili u prirodi na eksperimentalnoj dionici.

U grubo, međusobni razmak pera, Rp [m], najčešće se definira slijedećim empirijskim izrazima:

(i) za pravolinijske dionice, slika (a):

2bb

4.50R rprp

−=

gdje su:

bpr – širina prirodnog korita za srednju vodu, [m], br – širina reguliranog korita za isti protok, [m].

(ii) na konveksnoj obali, slika (b):

Rp = Lep sinα * ctgβ + Lep cosα

Gdje su:

Lep – efektivna duljina pera, [m], uz uvjet da je:

pep L32L ≤

19

Lp – duljina pera, [m],

α i β - kutovi prema donjoj slici, [o].

Duljina pera, Lp, ovisi o lokalnim prilikama. Međutim, u načelu ne bi trebala biti manja od 5 [m], pošto kratka pera mogu izazvati neželjene posljedice u smislu lokalne erozije.

Osnovni konstrukcijski elementi pera jesu:

(a) tijelo, (b) glava, (c) korijen.

(a) Tijelo pera je glavni dio konstrukcije ove građevine. Najčešće se izvodi od kamena, šljunka, fašina, tonjača, punjenih valjaka, gabiona, betona i drveta.

20

(b) Glava pera je dio pera najjače izložen erozijskom djelovanju vode, pa joj je površinski sloj posebno utvrđen. Ako se u zoni glave pera očekuje jače lokalno podlokavanje, osobito treba paziti na izvedbu temelja glave. U praksi se tada obično izvodi temeljni fašinski jastuk.

(c) Korijen pera konstrukcijski je dio pera kojim se ta građevina učvršćuje (ukorjenjuje) u postojeću obalu. Duljina ukorjenjenja iznosi 2 do 5 [m].

Profil pera je trapezni, s postupnim ublaženjem pokosa od korijena prema glavi.

Primjeri poprečnih presjeka pera prikazani su na slici, odakle je vidljiva i različita kombinacija materijala za njihovu izvedbu.

(2) Pregrade su građevine s kojima se pregrađuju suvišni rukavci ili staro napušteno korito.

U odnosu na rukavac koji pregrađuju mogu biti uzvodne, na sredini ili nizvodne, a u odnosu na tok mogu biti paralelne ili poprečne.

Naravno, srednje pregrade se isključivo grade kao poprečne.

Paralelne pregrade su povoljnije s hidrauličkog aspekta, no poprečne su kraće i prema tome jeftinije.

21

Pregrade se grade u razdoblju malih voda, do razine SV, bilo izvedbom s čela (s obiju obala), bilo istodobno po cijeloj duljini. Kao i pera, neophodno je da svojim korijenom zadiru u postojeću obalu.

Dno iza pregrade se obavezno mora zaštititi od erozije, polaganjem fašinskog jastuka ili tonjača.

(3) Pragovi su građevine koje se koriste za stabilizaciju uzdužnog profila riječnog korita (najčešće kod regulacija bujičnih tokova) i za zasipanje dubokih mjesta – proloka u koritima aluvijalnih tokova.

Kruna praga za zasipanje proloka postavlja se na razini dna reguliranog korita, nizvodno od proloka.

Pošto pragovi mogu biti opasni za plovidbu, treba posebnu pažnju posvetiti izboru njihove visine.

Radi osiguranja dostatne stabilnosti potrebno je konstrukciju praga ukorijeniti u riječne obale i dno, jer bi u suprotnom, uslijed djelovanja riječnog toka, prag mogao biti razoren i odnesen.

22

Pragovi se izvode trapeznog profila, s blažim nizvodnim od uzvodnog pokosa.

Obično se rade od kamena ili u kombinaciji sa tonjačama.

(IIB) Pomoćne okomite građevine jesu:

(1) traverze, (2) međupera, (3) rešetkaste građevine.

(1) Traverze su građevine s kojima se prave uzdužne građevine povezuju sa obalom.

Izvedbom traverza postiže se dvostruko djelovanje:

(i) povećava se stabilnost prave uzdužne građevine, (ii) onemogućava se pojavljivanje sekundarnog toka između tijela prave

uzdužne građevine i obale, odnosno pospješuje se taloženje nanosa u naplavnim spremnicima i formiranje nove obale.

Postavlja se na međusobnom razmaku koji je približno jednak širini vodnog lica kod srednje vode, SV.

Traverze su manjih dimenzija poprečnih presjeka u odnosu na presjek tijela prave uzdužne građevine.

Nekoliko karakterističnih presjeka traverza, ovisnih o primjenjenom materijalu.

23

(2) Međupera su građevine koje se izvode da bi se prouzrokovalo dodatno odbacivanje matice prema sredini toka i pospješilo cirkulacijsko strujanje u zoni između pera, uzrokujući time bolji efekt taloženja nanosa.

Položaj međupera je prikazan na slici (a). broj im ovisi od lokalnih prilika. Obično se započinje s manjim brojem, a ostatak se dogradi tek ako se pokaže potrebnim.

Međupera su lakše i jednostavnije konstrukcije u odnosu na pera.

Na slici (b) prikazan je primjer izvedbe međupera od fašina ukliještenih između parova drvenih pilota. Gornji krajevi se povežu žicom, debljine oko 3 [mm], a glava i korijen dodatno zaštite kamenom. Na kraju se međupera uzvodno usidre.

24

(3) Rešetkaste građevine se koriste kao pomoćni sekundarni objekti, s ciljem usporavanja toka vode nizvodno od građevine i izazivanju intenzivnijeg taloženja nanosa u odnosu na prirodne uvjete (slično djelovanju Wolfovih odboja).Grade se od laganog (drvenog) materijala, i privremenog su karaktera.

(III) Posebne građevine za izazivanje umjetne poprečne cirkulacije omogućuje da se poprečne cirkulacije toka, s posljedicama u pogledu erozije i pronosa nanosa, izazove na onim riječnim dionicama na kojima je nema (pravolinijske dionice), ili je slabijeg intenziteta (u blagim krivinama).

Umjetna poprečna cirkulacija izaziva se sustavom skretala – štitova, postavljenim pod određenim kutom, α [o], prema struji vode, koji osnovno uzdužno strujanje toka pretvaraju u spiralno (helikoidalno).

Osim za izazivanje umjetne poprečne cirkulacije, sustav štitova se može koristiti za zaštitu riječnih obala i mostovnih stupova od erozije, za prosijecanje riječnih krivina, za zaštitu vodozahvata od nanosa i slično.

Sustav skretala može biti (a) površinski, (b) lebdeći, (c) pridneni i (d) kombinirani.

25

Površinski skretači, pošto ih ne ugrožava vučeni nanos, imaju određene prednosti u odnosu na pridnene. Nedostaci su im sadržani u mogućnosti ugrožavanja ledom, što predstavljaju smetnju plovidbi i što zaustavljaju plivajuće predmete.

Štitovi se rade od različitih materijala, a najčešće se koristi drvo.

Parametre sustava skretača (visinski položaj, duljina, optimalni oblik, međusobni razmak i kut nagiba prema struji vode) najbolje je odrediti na fizikalnom modelu ili u prirodi.

PROKOPI

Prokopi su regulacijski zahvati prosijecanja meandara kojima se skraćuje trasa riječnog toka, te povećava propusnu moć riječnog korita u pogledu protoka, pronosa leda i pronosa nanosa.

Međutim, ne odaberu li se elementi prokopa ispravno, prosijecanjem se mogu izazvati i negativne posljedice, naročito u smislu velike dubinske erozije, dakle, procesa čije posljedice mogu biti rušenje regulacijskih građevina, ugrožavanje mostovnih stupova i slično.

Prokopi su jednostavni ako spajaju dvije susjedne krivine. Spajaju li više susjednih krivina nazivamo ih složenim.

Prokopima se povećavaju pad dna i pad vodnog lica, te snize vodostaji .

Smatra se da je krivina zrela za prokop kada je odnos duljine prokopa i meandra 1:3 do 1:5 i veći.

26

Obujam iskopa kod izvedbe prokopa ovisi od stupnja skraćenja trase. Ako je to skraćenje u granicama od 1:3 do 1:5 i veće, te ako se prokop izvodi u nevezanom aluvijalnom materijalu, umjesto kompletnog prokopa izvodi se kineta. Njena je širina od 1:10 do 1:20 širine budućeg prokopa, a dubina do razine podzemne vode ili nešto ispod nje (50 do 100 [cm]). Nagib pokosa kinete iznosi od 5:1 do 10:1.

Kopanje kinete započinje sa nizvodne strane , s time što se os kinete podudara s osi dijela budućeg korita bližeg konveksnoj obali .

Materijal od iskopa istresa se u neposrednoj blizini prokopa.

Iz hidrauličkih razloga ulaz u prokop se formira u obliku lijevka. Na ulazu se ostavlja tvz. čep, koji omogućuje da se pretežni dio iskopa obavlja u suhom. Po završetku svih radova čep se probija bagerom s obale, nakon čega se riječnom toku prepušta izvedba kinete do konačnih dimenzija reguliranog korita.

Da bi samooblikovanje korita ostalo u projektom predviđenim granicama, na jednoj i drugoj obali izvode se deponije ili obaloutvrde.

Na početku, sredini i kraju starog korita (koje gubi prvobitnu funkciju) formiraju se do razine srednje vode pregrade s otvorima za malu vodu, čime se pospješuje proces zasipanja.

Ako je iskop u vezanom materijalu, tada se prokop izvodi u punom opsegu.

U slučaju prosijecanja niza krivina s radovima se započinje s nizvodnog kraja, s time što se uzvodni dio prokopa otvara tek što je nizvodni dio već potpuno formiran.

27

REGULACIJE RIJEČNIH UŠĆA

Problemu regulacije riječnih ušća pristupa se ovisno od sredine u koju se ulijeva riječni tok:

(a) more, (b) matičnu rijeku, (c) jezero.

Uređenju ušća treba prethoditi analiza geneze ušća i njegovih promjena , režim riječnog toka koji se ulijeva i režima prethodno spomenutih sredina u koje se ulijeva vodni tok.

Zbog određenih specifičnosti sredina u koje se ulijevaju vodni tokovi, razlikuje se:

(1) regulacije ušća rijeka u more, (2) regulacija ušća pritoka.

1. Regulacije ušća rijeka u more

Kod analiza uređenja ušća rijeka u more osnovna su razmatranja vezana za promjenu morskih razina.

Promjena razina mora izaziva uspor (plima) ili depresiju (oseka) u rijekama koje u nj utječu.

Nadolaskom plime nastaje strujanje mora suprotno od strujanja rijeke, tako da riječna voda postepeno ustupa svoj donji protjecajni profil moru i zbog manje gustoće teče iznad mora, koje u suprotnom smjeru prodire u riječno korito. Prema tome, nadolazak plime izaziva usporavanje riječnog toka, smanjenje relativnog pada i taloženje nanosa uz formiranje pragova u riječnom koritu ovisno o veličini uspora, vodnom valu i riječnom koritu.

Uređenje ušća rijeke u more sastoji se u tome da se što više iskoristi kinetička energija otjecanja za vrijeme oseke, kako riječnog protoka tako i morske vode koja je za vrijeme plime ušla u korito. Na taj se način pročišćava korito i održava dubina vode u koritu. Stoga je potrebno omogućiti prodiranje mora za vrijeme plime što dalje uz rijeku i spriječiti dijeljenje vodnog toka i grananje po rukavcima za vrijeme oseke.

Prema tome, kod ušća u vidu delta treba odabrati jedan rukavac kao glavno korito, a ostale rukavce presjeći pregradama. Isto tako, potrebno je tok rijeke paralelnim popratnim građevinama usmjeriti što dalje u more i pomjeriti ušće prema pučini do mjesta znatnih dubina i jačih strujanja, koja će na ušću raznijeti prispjeli nanos i onemogućiti formiranje sprudova.

28

2. Regulacije ušća pritoka

Problemi koji se javljaju prilikom regulacije ušća pritoka su hidrološko – hidrauličke prirode. Odnose se na režim pritoka, režim matične rijeke, odnos režima pritoka i matične rijeke (problem koincidencije velikih voda, problem propagacije vodnog vala) i karakter bujičnosti pritoka.

Promjena vodostaja u matičnoj rijeci izaziva uspor ili depresiju u pritoku. Kod uspora nastaje deponiranje nanosa u pritoku, dok se u slučaju depresije može očekivati erodiranje korita pritoka i deponiranje nanosa nizvodno od ušća u matičnoj rijeci.

Izazivaju li velike vode pritoka uspor vode u matičnoj rijeci, treba očekivati taloženje nanosa uzvodno od ušća u matičnoj rijeci. Pri smanjenju vodnog vala pritoka mogu se očekivati povećane brzine u matičnoj rijeci s izraženim erozijskim djelovanjem i taloženjem nanosa nizvodno od ušća.

Shema karakterističnih ušća pritoka u matičnu rijeku na njenom potezu u pravcu. Na slici su prikazana taloženja različita za sva tri slučaja, kako po veličini tako i po položaju.

Ulijevanje vode po shemi (b) i (c) izaziva jači uspor vode u matičnoj rijeci od ulijevanja po shemi (a), a s time i veće zamuljenje ušća. Prema tome , položaj ušća po shemi (a) je povoljniji.

Zato je ušće najbolje izvesti u krivini matične rijeke na način kako to pokazuje slika.

29