U.

..

k a®

itl

■T-i

yl

v->

pM

iS

pi

lili

aï

«m w$$. "’x

f, % i,. #A V i

\ ,, ■% «

»■■ «, „ «L..r

J ■ A4''Si

mséjI

AV-;

X:M

• ■;

ti

4\

& >rvA ifwi'

!&*•: C\VA*

r»

f:.

WÊb

■l ' I '

■M-

& fi

Mt

V.

■'N,

v *V

«4£j,î -■-

fX

•a

w<

lg

fe:J

LJ'

■-

V-

«11». »#«0

iil

«iur

BP

Ł iS ",V

!.

v*;v

AA

IHil

t ». • ’'y^w r ₁ .y Ą «:yf •    « V

fv-

V -v Ä

.* 1 Wl    • *s& '    ^    -M

1

fä

MW ■

IX "

k.Ą

HL

ill

Hfl

■l-M

PÉÂIï

i»Jp

tsü

l$L >V ■

..... M

äpr

i>-“ %

iwr'

Œg8!WË\$ ' '¹

rai

r*Mf_

fśr

m* m

fe

w v.

is

ul

m ':.-ą

fesS"..* ' • ⁸'»«t .

;'v

Ç-tjM

«fi

»;

■ y,

8«

-WlW

->v    '¹ j ^

U.

; '*Nf: .*• ‘w

P" 'Ifp

sAil

-vjt !:p« — ^w- Jr* <i

■    -H : «4ÜS

WÈFM'mM

• A ;>%#,    ; V

:j|&

F-¹

««Br

r;. ś

Ki

.>» '

»m ■

r»??*

WiJKmi :.

Mgmt.

t /Î&

0$r-

m

mm

5«1

iÄ

ij

“Bajfe

«. ’

rauj

;v 3&    /* ^ .•» "    \

WÊÊmÈÊÊÊMÊmLJ^i&m

. r ^ Kv *    |;| . "1 l

;'•

! %    A ■    ' '-* JkÆBH ~ ■■■'■' BSE

^ ^ap*

■/ •;

-a ^ /;

H«Â >

»5

ras

üfw'*-»    -.«4

,v/«i

..a:

• ' -

V ^Sb0SS§Si \j 4, ■    v

■

• ąpE

Or

'M

1?

S';4

•:»\

;»■".....'%'-x

Kya^A-

f- %. A -»

|%|||gg4

ÏS •. . :#.#*% ; U • wK

SS

'.** ’V»‘

Pi

■j y

a-'3

•f-:

ÏO<

'rk

aSÉ

A

>

‘ ;i ••

-ł.

■

inż. STANISŁAW HUBICKI

Profesor Politechniki Lwowskiej

CZĘŚC II. i III.

NAKŁADEM KOŁA STUDENTÓW INŻYNIERII LASOWE] LWÓW — POLITECHNIKA 19 3 4

/ÏIHVÛ

?»

o"

TT>

Wszelkie prawa autorskie, dotyczące przedruków, tłumaczeń i reprodukcji klisz, zastrzeżone.

Druk. A. Gojawiczynskiego, Lwów, Kopernika 20. Telefon 28-18.

PRZEDMOWA.

W roku 1926 pojawiła się drukiem I-sza część „Zabudowania Górskie!j Potoków,“ obejmująca „Regulację progową na średnią wielką wodęu.

Część II i III, którą obecnie wydano, była już od dłuższego czasu opracowaną i gotową do druku. Kwestje natury finansowej uniemożliwiały îednak opublikowanie niniejszej pracy aż do czasu obecnego.

W opracowaniu znajduje się obecnie część 1V-ta, obejmująca analizę cen, przykłady opracowania projektów a wreszcie dotyczące postanowienia

prawne.

Zaznaczam, że przy opracowaniu tak części ll-giej jak i Ill-ciej, przystosowałem się do wyjątkowych) warunków, w jakich) zazwyczaj muszą być wykonywane budowle, wchodzące w zakres zabudowań górskieh potoków. Są to przeważnie budowy o mniejszych) rozmiarach), wykonywane w odludnych i trudno dostępnych miejscach, przy których nie opłaca się uruchomianie całej aparatury budowlanej, stosowanej zwykle przy innych podobnych budowlach• Z tych tzż powodów zmuszeni jesteśmy posługiwać się przy zabudowaniach prymitywnemi środkami pomocniczymi.

Moim współpracownikom śp. inż. Z. Kukawskiemu i inż. T. Kolasiń-skiemu, asystentom mojej katedry, dziękuję serdecznie za pomoc przy opracowaniu rysunków-

Również serdecznie dziękuję Kołu Studentów Inżynierji kasowej Poli-dechniki Lwowskiej za dokonanie wydawnictwa.

Lwów, w lutym 1954.

AUTOR.

część If.

ROZDZIAŁ L

WSTĘP.

Omówią tu przebieg działalności około zabudowania górskich potoków znajdujących się na ziemiach byłego zaboru austrjackiego, to znaczy na ziemiach Małopolski i Śląska Cieszyńskiego, gdyż tylko na tych połaciach naszego kraju mamy do czynienia z właściwemi potokami górskiemi i tylko w tych częściach można mówić o poważniejszej akcji około zabudowania potoków, prowadzonej już dawniej, jeszcze przed wojną światową.

sterstwo

Szkody materjalne, jakie rok rocznie wyrządzały górskie potoki, skłoniły b rząd austrjacki do zajęcia się bliżej tą sprawą- W tym celu wysłał rząd austrjacki w r. 1883 ówczesnego ministra rolnictwa Falkenhejma do iFrancji, by naocznie przekonał się o prowadzonych tam zabudowaniach potoków i o skutkach tychże zabudowań. Już w następnym roku wysłano w tym samym celu szereg techników leśnych do Francji i w tym również roku wydano ustawę „O robotach mających na celu nieszkodliwe odprowadzenie wód górskich“ z dnia 30/6 1884 Dz. ust. Nr: 117, która obowiązuje do dnia dzisiejszego z tą tylko zmianą, że według polskiej ustawy wodnej z dnia 19 września 1922 Dz. Ü. R. P. Nr: 102, art. 262, kompetencja w tym przedmiocie przyznana ust. z r. 1884., Ministerstwu Rolnictwa, przechodzi na Ministerstwo Robót Publicznych, a to w myśl ustawy z dnia 29 kwietnia 1919 r. (Dz. U. R. P. Nr: 39., poz. 283). Po zniesieniu Ministerstwa Robót Publicznych kompetencja przeszła na Mini-Komunikacji. W roku 188^T utworzono t. z. sekcje techniczne dla zabudowania górskich potoków a to jedną we Willach dła południowych krajów byłej Austrji a drugą w Cieszynie dla północnych t. j. dla Czech, Moraw, Śląska, b. Galicji i Bukowiny. Podział ten okazał się jednak niewystarczający, tak że w r. 1888, utworzono zamiast 2 dotychczasowych sekcyj pięć nowych, z których jedna z siedzibą w Przemyślu przeznaczoną była dla b. Galicji oraz Bukowiny, a druga w Oppawie dla Śląska i Moraw. Ponieważ znaczna część robót w b. Galicji koncentrowała się w dorzeczu górnego Dniestru, przeniesiono wkrótce siedzibę sekcji z Przemyśla do Sambora, jako do miejscowości najbliżej położonej wymienionego dorzecza. Ze względu na zamierzoną budowę kanałów spławnych na terenie

b. Galicji a tern samem na konieczność zabudowania znacznej liczby po-toków utworzył b. rząd austrjacki na podstawie ustawy z r. 1907, Ekspozyturą sekcji zabudowania górskich potoków we Lwowie i poruczył jej? przeprowadzenie zabudowania tych potoków, które jako prowadzące dużo rumowiska mogłyby szkodliwie oddziaływać na sprawność kanałów. Potokh te znajdowały się w dorzeczu Soły, Skawy, Raby, Dunajca, (Popradu, Białej), Sanu, (Wiaru, Strwiąża), Dniestru, (w górnym biegu), Stryja, Świcy,. Oporu, Łomnicy i Bystrzycy. Przy sekcji Samborskiej pozostały potoki,, których zabudowanie miało więcej lokalne znaczenie.

Przy potokach, do których stosowano ustawę z r. 1884., koszta zabudowań ponosił w 50% rząd, 30% kraj a w 20% interesenci, natomiast przy potokach objętych ustawą z r. 1907, w 70% rząd a w 30% kraj.

Jako najżywszy okres około zabudowania potoków można uważać lata od 1909 r. do 1912 r. — W roku 1912 rozpoczęły się już alarmy wojenne a stąd i o fundusze na zabudowania było trudniej. Z chwilą zaś wybuchu wojny w roku 1914., roboty około zabudowania zostały zupełnie przerwane. W czasie wojny prowadzono konserwację wykonanych budowli w minimalnym zakresie. Dorobek szeregu lat niszczał bezpowrotnie, a co oszczędziła woda, niszczyli lub rozkradali okoliczni mieszkańcy. Właściwie dopiero w roku 1924 rozpoczyna się trochę żywsza akcja, która rok rocznie bardziej się ożywia zwłaszcza w województwach zachodnich t. j. w Województwie Śląskiem i Krakowskiem. Sekcje zabudowań potoków w Samborze i we Lwowie przestały istnieć aysprawy zabudowań potoków prowadzą wydziały wodne Dyrekcji Robót Publicznych przy Województwach w Katowicach, Krakowie, Lwowie, Stanisławowie i Tarnopolu. Przy pracach tych zatrudniają Dyrekcje tak inżynierów hydrotechników jak i inżynierów leśników.

Jeżeli porównamy działalność około zabudowań na terenie b. Galicji i Śląska z działalnością w innych krajach koronnych b. ftustrji, to okaże się, że działalność ta dała bardzo znikome wyniki. Były rząd austrjacki nie myślał bowiem nigdy na serjo o zabudowaniu górskich potoków w obecnej Małopolsce, wychodząc z tego założenia, że jest to kraj tak mało uprzemysłowiony, że nie wart jest ochrony przed powodzią zapomocą kosztownych zabudowań, a jeżeli w ogóle ccś robiono, to tylko dlatego by można było w parlamencie wykazać, że akcję około zabudowań potoków prowadzi się i w Galicji, tak samo jak i w innych krajach Monarchji austro-węgierskiej. W rzeczywistości zaś przeprowadzono zabudowania w krajach rdzennie austrjackich wprost luksusowo kosztem innych krajów. Dzisiejsza sytuacja gospodarcza naszego państwa jest tego rodzaju, że narazie nie można prowadzić zabudowań w tym zakresie, jakiego wymaga, uzdrowienie gospodarki wodnej na naszych terenach.

ROZDZIAŁ II.

PODZIAŁ POTOKÓW.

1. Podział potoKów w ogólności:

Z wielu naprowadzonych w odnośnej literaturze podziałów potoków najracjonalniejszym jest podział:

a)    na potoki obszarów gór i pagórków,

b)    na potoki alpejskie.

Potoki alpejskie możemy znowu podzielić na potoki, które unoszą rumowisko pochodzące ze zwietrzenia oraz na potoki,, które same wytwarzają rumowisko przez zarywanie swego dna i brzegów.

Każdy potok możemy zasadniczo podzielić na trzy części, a mianowicie na część górną, środkową i dolną.

Część górna, zwana kotłem, jest partją potoku, charakteryzującą się znaczniejszemi spadkami, w której wytwarza się rumowisko, a którem woda w czasie wezbrań obciąża się i unosi je w dół.

Częścią środkową, zwaną szyją, unosi woda w dalszym ciągu, podniesione w obszarze kotła rumowisko, a posiadając w tej partji większą objętość i zazwyczaj jeszcze znaczny spadek, obciąża się jeszcze więcej ma-

terjałem.

Cześć dolna natomiast, zwana stożkiem usypowym, zaznacza się ma

łym spadkiem, co powoduje zmniejszenie siły żywej wody, a zatem, i osadzanie części unoszonego rumowiska. Przestrzeń tę możemy uważać jako składowisko unoszonego materjału.

Każdy potok posiada swoją zlewnię t. j. obszar z którego wszelkie wody pochodzące z opadów deszczowych spływają do niego.

c) Różnice między potokami obszarów gór i pagórków a potokami alpejskiemi.

Zlewnie potoków obszarów gór i pagórków (Rys. 1) posiadają kształt mniej lub więcej wydłużony. Z tej też przyczyny oraz z powodu zazwyczaj krótkich i łagodnie opadających stoków niejednokrotnie jeszcze względnie dobrze zalesionych nie może się woda szybko zbierać w obszarze zbiorczym i dlatego też zarywanie dna i brzegów w tym obszarze odbywa się w minimalnym stopniu.

Z tych też powodów odpływa woda z obszaru zbiorczego prawie czysta, względnie bardzo mało obciążona rumowiskiem. Dopiero w biegu

Rzulpoziomy

środkowym wskutek zwiększenia się siły żywej wody zaczyna potok zarywać swoje dno i brzegi.

Przekrój [jodfużny

osa-

Również brak przy tych potokach właściwego stożka usypowego. Woda składa uniesione rumowisko w wydłużonym dolnym biegu potoku podnosząc i rozszerzając jego łożysko lub też unosząc go dalej do rzek. Natomiast zlewnie potoków alpejskich przedstawiają się zupełnie odmiennie i posiadają zazwyczaj tylko obszar zbiorczy i sto-żek. (Rys. 2). Obszar zbiorczy tych potoków ma wybitny kształt kotła o stromych ścianach i dlatego też może się tutaj woda bardzo szybko zbierać, zwłaszcza w czasie nawalnych opadów deszczowych. O ile potok posiada i część środkową, to służy ona do transportu materjału wytworzonego w ob-Rys. 1. Zlewnia potoków obszarów gór i pagórków. szarze zbiorczym a w razie nadmiaru siły żywej wody i odpowiedniego układu geologicznego łożyska obciąża się woda i w tej części potoku rumowiskiem. Po rozszerzeniu się doliny potoku następuje zwykle nagłe załamanie się spadku, wskutek czego unoszone rumowisko, zostaje dzone i w ten sposób zwiększa się coraz bardziej obszar stożka.

Jak widzimy z powyższego charakter obu typów potoków jest różny i dlatego też skutki opadów deszczowych w obu wypadkach będą różne.

Weźmy najpierw pod uwagę potoki w obszarach gór i pagórków

O ile kulminacja wezbrania nastąpi w obszarze zbiorczym potoku, to fala wezbrania dociera już spłaszczona do środkowego biegu. Jeżeli zaś

kulminacja wezbrania nastąpi w środkowym biegu, to woda wprawdzie uruchamia masy rumowiska, skutki jednak wezbrania nie mogą być tak groźne jak przy potokach alpejskich, gdyż spadki, z jakiemi mamy tu do czynienia, są znacznie mniejsze.

Rzul poziomy

Inaczej przedstawia się przebieg wezbrań w potokach alpejskich. Gwałtowne opady deszczowe powodują w obszarach zbiorczych tych potoków uruchomienie wielkich mas rumowiska. Ze względu na kształt obszaru zbiorczego kulminacja wezbrania następuje wewnątrz tegoż i z łatwością doprowadza do t. zw. lawin rumowiskowych, dochodzących niejednokrotnie do olbrzymich rozmiarów, a które ze względu na krótki bieg potoków docierają z łatwością aż do ujścia potoku.

Przekrój poc/fużny

Taka lawina rumowiskowa o olbrzymich rozmiarach miała n. p. miejsce w zabudowanym już potoku Kösselbach, prawobrzeżnym dopływie rzeki Traun, koło miejscowości Langwies. Stało się to z tego powodu, że zaniechano zabudowania jednej bocznej debry tegoż potoku wypełnionej całkowicie olbrzymiemi masami rumowiska, której zabudowanie pociągnęłoby za sobą bardzo duże koszta.

Rys. 2. Zlewnia potoków alpejskich.

W krótkim czasie po zabudowaniu potoku Kösselbach nastąpiło nad wymienioną debrą oberwanie chmury, które uruchomiło olbrzymie masy rumowiska.

Zabudowanie potoku zostało całkowicie zasypane jednak nie uszkodzone. Oczyszczenie potoku z rumowiska przeprowadzono częściowo rękami ludz-kiemi, a część rumowiska uniosły w. w. do rzeki Traun. W każdym razie odczyszczenie zabudowania potoku wymagało znacznie mniejszych kosztów niż przeprowadzenie zabudowania debry, które i tak nie dawałoby gwarancji powodzenia. 1 tern się też kierowano przy wykonaniu zabudowania potoku.

Charakterystyczną rzeczą w Alpach jest to, że wieie osiedli ludzkich znajduje się na stożkach usypowych w najniebezpieczniejszych miejscach t. j. przy rozszerzeniu się doliny potoku. Świadczy to o tern, że w czasie osiedlania się ludzi potoki te musiały być spokojne, a grunta nizinne zabagnione, których unikano przy zakładaniu osiedli. Gwałtowność i dzikość tych potoków spowodowali potem ludzie sami przez niszczenie lasów; stoki chronione wegetacją przez samą naturę zostały pozbawione tejże, co umożliwiło unoszenie rumowiska w doliny.

Niwelacyjna działalność wody nie znalazła w Alpach jeszcze swego-zakończenia. Duże masywy gór w dobrym jeszcze stanie o prawie prostopadłych ścianych stawiają wodzie opór, zwolna muszą jednak ulec swemu przeznaczeniu.

Przy potokach obszarów gór i pagórków czynność ta została już przeważnie zakończona.

Góry, które wogóle nie były tak wysokie jak Alpy, zostały już w dużej mierze zniesione wskutek niwelacyjnej działalności wody. Rumowisko stąd pochodzące zostało złożone w średnich i dolnych biegach potoków, a pozostałe wyniosłości pokryły się wegetacją.

2. Podział potoków występujących na terenach

MałopolsKi i ŚląsKa.

Potoki występujące na terenach Małopolski i Śląska możemy po* dzielić na cztery zasadnicze grupy.

a) Potoki podkarpackie. (Ryc. 3)

Potoki te o długości biegu do 40 km prowadzą zazwyczaj małe objętości wody, a różnica między małą wodą a największą wielką wodą (Q₂ — Q₄ Iszkowskiego) jest bardzo znaczna, dochodząca do stosunku 1:1000, a nawet więcej. Podłoże tych potoków tworzy przeważnie piaskowiec karpacki, na którym leżą zwały żwiru pochodzenia dylu-wjalnego względnie aluwjalnego. Górne biegi tych potoków są zazwyczaj dobrze zalesione i spokojne, rzadziej natomiast obszar zbiorczy tychże jest miejscem, w którem wytwarza się rumowisko. Dopiero w biegu średnim t z. szyi oraz w biegu dolnym t. z. stożku usypowym występuje charakterystyczna szkodliwa działalność tych potoków. W partji średniej posiadają potoki jeszcze jakie takie łożysko, natomiast w dolnej części rozlewa się woda wśród zwałów żwiru, które tworzą odsypiska, dochodzące do szerokości 400 m i więcej. Spadek w górnych biegach dochodzi do 150%o, w średnich od 15%o-307oo, a w dolnych spada nawet do 2%o

Szkodliwość tych potoków uwydatnia się w ten sposób, że w czasie wezbrań woda pogłębia dno, zarywa brzegi i obciąża się podniesionem rumowiskiem, które składa w dolnych biegach i utrudnia swobodny odpływ wód. Rumowiskiem tern wypełniają się również łożyska rzek a zwłaszcza przy ujściu potoków tworzą się stożki, które zwężają łożysko rzeki, uzupeł-

11

niając swą szerokość kosztem przeciwległych brzegów niejednokrotnie najurodzajniejszych gruntów. Prócz tego woda serpentynuje po odsypi-skach i przerzuca nurt wody z jednej strony na drugą, powodując zarywanie nadbrzeżych gruntów, zbudowanych z naniosów lub też z tego samego materjału co i łożysko potoku. Grunta te wznoszące się nieraz po kilka metrów ponad poziom wody potoku, posiadają urodzajną wierzchnią

m&mm ■ i

mmmmm

i.'-.

g*

Ä*~

•l-v

.. «

i/-

SPi

Pilili

igss&śSi

ę.5

/ «c?.....    *■ » '-TE

IPiÉ

b*§

IÄ1

1&7

JHM

Ryc. 3. Typowy potok podkarpacki.

warstwę i stanowią w dolinach potoków górskich najlepsze grunta rolne’ W ten sposób woda rozszerzając stale swoje łożysko niszczy najurodzajniejsze grunta stające się niewyczerpanem źródłem nowych mas żwiru, którym woda zapełnia stożek usypowy oraz łożyska rzek. Szkodliwość tych potoków jest więc bardzo duża. Po każdorazowem wezbraniu potoki takie zmieniają swoje łożyska, powodując niszczenie środków komunikacyjnych, osiedli ludzkich i t. d. Obserwując te szkody przez szereg lat, doszły też miarodajne czynniki do przekonania, że regulacja rzek bez poprzedniego zabudowania potoków nie jest do przeprowadzenia z pomyślnym skutkiem.

Ilość potoków, które ze względu na regulację rzek wymagają zabudowania, jest bardzo duża, w dorzeczu kążdej rzeki po kilka lub kilkanaście.

b) Potoki, występujące również często na Podkarpaciu, którychdno łożyska leży wyżej od okolicznych gruntów.

oraz

Takie potoki wyglądają napozór spokojnie, w czasie jednak wezbrań są bardzo groźne. Wzniesienie dna ponad sąsiednie grunta należy najczęściej przypisać nagiemu załamaniu spadku potoku lub też nagłemu rozszerzeniu -łożyska, np. przez wydostanie się potoku ze zwartego łożyska w szerszą dolinę. Potoki takie przepływają zazwyczaj przez osiedla ludzkie, a nadbrzeżni mieszkańcy, chroniąc się przed wylewami w czasie wezbrań, sypa po obu stronach potoku małe wałki, tworząc w ten sposób sztuczne łożysko potoku. Następna wielka woda zamuliła łożysko rumowiskiem, tak, że chcąc się znowu bronić przed zalewem musiano wałki istniejące podwyższać i tak powtarzano to każdorazowo, aż wreszcie dno potoku znalazło się powyżej okolicznych gruntów. Różnice wysokości między łożyskami takich potoków a okolicznemi gruntami dochodzą u nas do 3 m. W czasie wezbrań szczupłe łożysko nie może ująć wody, która wraz z rumowiskiem rozlewa się po sąsiednich gruntach. Jako dalsze niekorzystne następstwa podniesienia dna potoku można wymienić zabagnienie okolicznych gruntów zawilgocenie domostw. Jako charakterystyczny potok tego rodzaju podaję tutaj dziś już zabudowany potok przepływający przez wieś Maszko-wice koło Starego Sącza. Potok płynął środkiem wsi na wale dochodzącym do 3 m. wysokości. Potok ten zabudowano w ten sposób, że wał zniesiono, a środkiem wsi wybudowano żłób kamienny, ujmujący całą w. w.

c) Rozpadliny zwane debrami.

Przez debry rozumiemy rozpadliny o znacznych spadkach dochodzących do 150—200%o, a nawet więcej. Debry te są zazwyczaj zupełnie suche i dopiero po nawalnych opadach deszczowych napełniają się szybko wodą i unoszą wielkie masy rumowiska i piasku, wytworzonego przez pogłębienie dna i zarywanie brzegów, który następnie osadzają na urodzajnych gruntach lub zapełniają nim potoki i rzeki. Rozpadliny te występują prawie we wszystkich dorzeczach rzek względnie zlewniach potoków karpackich. Występują też na bezleśnych stokach a w szczególności bardzo licznie po obu stronach Dniestru, przecinającego wschodnio-małopolski płaskowyż.

d) Potoki nizinne występujące w północnej Ma-łopolsce.

Zlewnie tych potoków tworzy piasek lotny lub glina nawiana, które pokrywa bardzo cienka warstwa wegetacyjna. Po zniszczeniu warstwy wegetacyjnej, co z łatvością może nastąpić (chocby tylko przez chód bydła), powstają bardzo łatwo wymulenia i debry, które z biegiem czasu zmieniają się w dzikie potoki o większych rozmiarach. Spadek ich dochodź' w górnych częściach do 200%o a w dolnych spada do l%o. Z tego ter powodu wielkie masy piasku unoszone w czasie wezbrań z górnych części osadzają się w dolnych biegach, a ponieważ łożyska tych potoków są zazwyczaj bardzo małe, następuje zamulenie przyległych gruntów i zamiana tychże na nieużytki. Bardzo dużo potoków tego typu występuje na północ od Lwowa w dorzeczu rzeki Raty.

ROZDZIAŁ III.

CharaKterystyKa górsKich potoKów oraz znaczenie lasów w ich zlewniacłi.

a) Charakterystyka górskich potoków.

Przez górskie potoki należy rozumieć łożyska naturalne, zazwyczaj o znacznych spadkach, posiadające normalnie małe objętości wody, które odznaczają się tern, że po opadach deszczowych, a zwłaszcza nawalnych, szybko wzbierają i wtenczas prowadzą już znaczne objętości wody, która zarywa dno i brzegi, i jako rumowisko unosi w dół i tam je osadza. Powodem więc dzikości potoków są:

1. Wezbrania spowodowane opadami deszczowemi a zwłaszcza na-walnemi.

2. Wytwarzanie, unoszenie i osadzanie wielkich mas rumowiska. Rozpatrzymy najpierw pierwszą przyczynę dzikości potoków t. j. wezbrania spowodowane nawalneml opadami deszczowemi.

Dzisiejsza nauka nie doprowadziła jeszcze do tego, byśmy mogli mieć wpływ na racjonalny podział opadów deczczowych. Natomiast możemy wpływać na złagodzenie skutków opadów a to zapomocą opóźnienia odpływów tychże Na opóźnienie możemy wpłynąć przez uzdrowienie gospodarki leśnej w danych zlewniach. Rozpatrzmy więc bliżej działalność powierzchni pokrytych lasami pod względem opóźnienia odpływu,

b) Znaczenie lasów w zlewniach potoków. Zapatrywania co do korzystnego wpływu lasów na gospodarkę wodną były i są dotychczas podzielone. Jedni przypisują lasom w tym kierunku * bardzo wielkie znaczenie, inni uważają je jako podrzędne a są wreszcie i tacy, którzy odmawiają lasom w tym kierunku wszelkiego znaczenia, a nawet uważają ich wpływ w pewnych wypadkach za szkodliwy. Dopiero badania, prowadzone w ostatnich dziesiątkach lat, dały podstawę do ocenienia korzystnego wpływu lasów na gospodarkę wodną. Badania te prze-

pr

«Si

W*:

Zakład doświadczalnictwa

prowadza już od roku 1900 carji, na potokach Sperbl (Ryc. 4) i Rappen (Ryc. 5), położonych koło

leśnego w Szwaj-

■yf

v.j

Ryc. 4. Zlewnia potoku Sperbl.

‘ ' W

.i-iii

Ryc. 5. Zlewnia potoku Rappen.

Wasen w dolinie Emmy. Potok Sperbl o zlewni 56 ha jest w 97% zalesiony, natomiast potok Rappen o zlewni 70 ha posiada tylko 7s część powierzchni zalesionej. Położenie, spadki, stosunki geologiczne i klimatyczne są w obu potokach prawie identyczne.

Teoretycznie rzecz biorąc powinna być jedna z badanych zlewni całkowicie zalesiona a druga tylko zadarniona. Ponieważ trudnoby było zna-leść takie dwie zlewnie, to możnaby doświadczenia w ten sposób przeprowadzić, że mierzylibyśmy przez pewien czas opady i odpływy w zlewni bezleśnej, którą potem zalesilibyśmy i w wiele lat później badali znowu opad i odpływ. Ponieważ taki przebieg badania wymagałby bardzo długiego okresu czasu, zdecydowano się przeprowadzić badania w wyżej wymienionych potokach.

Uzyskane w latach 1903 — 1915 daty przy badaniu odpływów wód w wymienionych potokach opracował naukowo prof. dr. Engler i wyniki tychże opublikował w 12 tomie „Mitteilungen der Schweizerischen Zentralanstalt für das forstliche Versuchswesen“. W tomie 15 tym wymienionego wydawnictwa pomieszczone są również pod tytułem: „Physikalische Eigenschaften von Wald und Freilandböden, 111 -te Mitteilung. Aufforstungen, Eigenschaften der Böden und Hochwässer“, wyniki badań gleb, podane przez dr. Hansa Burgera, które przeprowadził wyżej wymieniony Zakład doświadczalnictwa leśnego w niektórych miejscowościach kantonów Uri-Freiburg i Graubünden, na powierzchniach pokrytych lasami świerkowemi, na łąkach i pastwiskach. Powyższe badania wykazały, że niektóre dotychczasowe zapatrywania dotyczące wpływu lasów na odpływ wód były błędne oraz stworzyły dla wielu innych zapatrywań naukową podstawę.

Wyniki powyższych badań zużyto przy dalszem rozważaniu o roli lasów w zlewniach potoków.

Wysokość opadu deszczowego może dojść w ciągu 1 minuty do 5,8 mm. Według Hellmanna stosunek wysokości opadu do czasu trwania przedstawia się przy deszczach nawalnych następująco:

Czas trwania w minutach:

1-5,

3,19 m/m, 2,57,

6-15, 16-30, 31-45, 46-60 1,37,    0,99

1,87,

w godzinach:

1 - 2, 2-3 0,85. 0,45

Ilość opadu wzrasta z wysokością n. p. m i zależna jest od wystawy, wiatrów, sąsiedztwa gór, a wreszcie od obszarów leśnych.

Siła opadów deszczowych łamie się na koronach drzew, część tychże, które zatrzymują korony drzew wyparowuje z powrotem, a część spada powoli kroplami na ziemię. Ilość zatrzymywanych opadów w koronach drzew zależna jest od rodzaju drzew, wieku i zwarcia tychże oraz od ilości opadów deszczowych. Drzewa o gęstych koronach i drzewa iglaste w zwartych drzewostanach a zwłaszcza świerk, jodła, zatrzymują w koronach drzew więcej opadów, niż drzewa o rzadszych koronach. Najnowsze ba-

40%

dania, prowadzone przez prof. dr. Engiera na wymienionych poprzednio potokach oraz przez dr. Hoppego w Mariabrunn koło Wiednia wykazały, że w koronach drzew zatrzymuje się stosunkowo tylko niewielka ilość wody. W koronach drzew zatrzymuje się według Engiera rocznie średnio 15% opadów deszczowych, reszta zaś t j. 85% spada powoli kroplami na ziemię lub spływa po pniach. Część tych opadów wsiąka w ziemię i częściowo z powrotem znowu wyparowuje, część zaś odpływa powierzchniowo do łożysk naturalnych. Parowanie w lesie odbywa się wolniej i nie w takich ilościach jak na otwartej przestrzeni, przyczem na intenzywność parowania wpływa niepomiernie rodzaj gleby, drzew i drzewostanów. Pomiary odpływów na potokach SperbI i Rappen wykazały, że z obu zlewni t j. dobrze i słabo zalesionej odpłynęły w ciągu jednego roku prawie identyczne objętości wody, a więc zużycie wody w lesie jest prawie takie same jak na powierzchni bezleśnej. Prof. Engler stwierdził, że w okolicach przedgórzy Rlp Szwajcarskich odpływa z powierzchni zalesionych i bezleśnych 60% opadów deszczowych, a na parowanie odpada 40%.

w lesie

I tak odpada na parowanie na zużycie wody na potrzeby wegetacyjne 20% na parowanie gleby

15%

5%

na pow. bezleśnych 10%

6%

24%

Razem 40%

Z powyższego wynika, że zużycie wody w lesie na parowanie drzew i na potrzeby wegetacyjne jest większe niż na powierzchniach bezleśnych, natomiast parowanie gleby bezleśnej jest znacznie większe niż powierzchni zalesionej i w ten sposób następuje wyrównanie w rocznym odpływie. Opad roczny w obu potokach wynosi około 1600 mm a na zatrzymanie w koronach drzew i następne wyparowanie wypada 15% tj około 240 m/m. Ta ilość rozdziela się przeciętnie na 195 dni, na jeden dzień deszczowy wypada przeto około 1.2 mm. Dr. Hoppe stwierdził, że las świerkowy zatrzymuje w jednym dniu deszczowym nie więcej jak 25—38 mm. opadu, wobec czego można liczyć najwyżej na parę mm. opadu zatrzymanego w koronach drzew w czasie jednego opadu deszczowego. I dlatego też korzystne działanie lasu w tym kierunku może się uwydatniać tylko przy krótkotrwałych opadach, a nie przy opadach dłużej trwających, które wprawdzie są mniej intenzywne dostarczają jednak większych ilości wody.

Głównym czynnikiem, oddziaływującym na opóźnienie odpływu, jest przedewszystkiem wpływ lasu na kształtowanie się właściwości gleby leśnej. To oddziaływanie uwydatnia się w tern, że drzewa zapuszczając głęboko korzenie rozluźniają glebę i czynią ją zdolną do wchłaniania wody. Ko-rżenie drzew oraz świat zwierzęcy, który w dużej ilości znachodzi się w glebie leśnej utrzymuje cząstki gleby w ciągłym ruchu i pulchności. Również w skutek gnicia korzeni oraz po chodnikach owadów powstają kanały, stanowiące rezerwoary dla wody. Im średnica tych kanałów jest większa, tern szybciej dostaje się woda w głąb ziemi. Korony drzew jakoteż ściółka leśna i mchy odgrywają tylko podrzędną rolę w opóźnieniu odpływu wód deszczowych Ściółka leśna w grubszych warstwach i mchy są wprawdzie zdolne wchłonąć dużo wody, lecz nie oddają jej łatwo w głąb i jeżeli się raz nasycą, to dalsze opady deszczowe odpływają już po powierzchni, tak jak gdyby lasu nie było. Świeża ściółka leśna działa w tym wypadku korzystniej, gdyż łatwiej przepuszcza wodę. Natomiast ze wzrostem rozkładu wzrasta i zdolność wchłaniania ale równocześnie i zdolność zatrzymywania wody. Ściółka wchłania zasadniczo więcej wody niż ziemia. Również parowanie jest większe im warstwa ściółki jest cieńsza. Część wody, która nie zdołała wyparować wsiąka dalej w glebę leśną i tą drogą zasila źródła lub dostaje się bardzo powoli do łożysk naturalnych. Woda, która wsiąknęła w głebę musi najpierw wypełnić istniejące próżne miejsca i dopiero potem może się powoli poruszać i wydostawać na światło dzienne w postaci źródeł lub wód, wysiąkających na zboczach. Potrzebuje więc długiego czasu nim się dostanie do potoków i rzek. Na powierzchniach bezleśnych a zwłaszcza na gruntach nieprzepuszczalnych i o silnych nachyleniach odpływ odbywa się powierzchniowo i szybko.

Przeciętna chyżość wody na stoku pokrytym roślinnością wynosi 0.4—0.6m na minutę, na gołych zaś stokach 30 —60m.

Gęste trawy mogą zatrzymywać duże ilości wody, która następnie wyparowuje. Jeżeli jednak trawę skosimy to równocześnie usuwamy ich korzystne działanie. Przy deszczach nawalnych i wiatrach trawy układają się na ziemi i tworzą rodzaj sztucznych łożysk, które ułatwiają odpływ wody. Zadarnienie nie chroni również przed tworzeniem się zarw, zwłaszcza jeżeli pod warstwą zadarnioną znajduje się warstwa nieprzepuszczalna.

Jak już wspomniano, zdolność wchłaniania wody zawdzięcza gleba leśna przedewszystkiem swej pulchności tak w wierzchnich jak i w głębszych warstwach. Pulchność gleb leśnych jest ze względu na silnie i głęboko rozgałęziony system korzeni drzew daleko większa, niż pulchność gleb pastwiskowych, łąk lub pól ornych i dlatego np. na gruntach rolnych zazwyczaj zwięzłych i mało przepuszczalnych, odpływ wód deszczowych odbywa się przedewszystkiem powierzchniowo. Ten wielki stopień pulchnośc zawdzięcza gleba leśna również ocienieniu, sprzyjającemu tworzeniu się próchnicy ułatwiającej zagłębienie korzeni drzew. Jakość tej pulchności zależną jest od rodzaju drzew i drzewostanu, o czem później pomówimy.

W czasie tajania śniegu ujawnia się również korzystne działanie lasu Gleba leśna nie zamarza albo zamarza tylko powierzchownie w przeciwieństwie do ziemi w otwartem polu, gdzie działanie mrozu sięga głęboko w ziemię. Dlatego też gleba leśna może wchłaniać i magazynować znaczne ilości wody, pochodzącej z tajania śniegu. Również tajanie śniegu w cieniu lasu odbywa się wolniej, niż na otwartych powierzchniach.

Zauważyć trzeba, że jeżeli śnieg spadnie wysoką warstwą na nieza-marzniętą ziemię, to temperatura ziemi będzie się utrzymywać powyżej O0 i nieraz przez całą zimę będzie się odbywać przesiąkanie. Jeżeli natomiast z rozpoczęciem pory zimowej silne mrozy poprzedzą okres opadów śnież nych, to mamy do czynienia z zamarznięciem gruntu, która to okoliczność utrudnia na wiosnę wsiąkanie wód pochodzących z tajania śniegu i w ten sposób może łatwo spowodować znaczne wezbrania. 10 mm. świeżego śniegu daje około 0’8 mm. wody.

Rośliny przeciwdziałają również zawilgoceniu, gdyż potrzebują dużo wody dla swych potrzeb wegetacyjnych. Jeżeli np. wytniemy las i korzenie przestaną działać, to wytwarzają się na przedtem suchych miejscach mokradła, mogące łatwo doprowadzić do powstawania usuwisk.

Ten korzystny wpływ lasu na opóźnienie odpływu nie uwidacznia się tak dobitnie w potokach Sperbl i Rappen a to ze względu na ich krótki bieg, który w pierwszym potoku wynosi około 130m a w drugim 150m. Następstwem retencji jest przedłużenie czasu spływu wody do ścieku a to tern większe, im dalej znajduje się miejsce upadu deszczu na ziemię. Na większych więc długościach biegów potoków uwydatniłoby się to niewątpliwie dobitniej. Czas odpływu z najdalszych punktpw zlewni wynosi tak w jednym jak i w drugim potoku około pół godziny. Jeżeli porównamy największy ich odpływ z bezpośrednio poprzedzającem największem półgodzinnem natężeniem deszczu, to otrzymamy przy deszczach nawalnych znacznie mniejszy odpływ w potoku Sperbl niż w niezalesionym potoku Rappen Przy deszczach długotrwałych mamy zazwyczaj też do czynienia z większym odpływem w potoku Rappen. Niekiedy jednak stosunek będzie odwrotny. I tak najwyższy odpływ przy deszczu trwającym od 14—15 czerwca 1910 wynosił dla potoku Sperbl 53% największego półgodzinnego natężenia, natomiast w potoku Rappen tylko 48%.

Dla wyjaśnienia należy tu zauważyć co następuje: Największy odpływ powstaje najczęściej skutkiem opadu deszczowego trwającego tak długo, jak okres czasu, który woda potrzebuje, by z najodleglejszych punktów zlewni dostać się do miejsca, w którem badamy największy odpływ. Jeżeli np. woda potrzebuje na odbycie drogi od najodleglejszego punktu zlewni do miejsca, w którem badamy odpływ, 2 godziny, tó największego odpływu

•'należy oczekiwać bezpośrednio po trwającem 2 godziny największem śred-niem natężeniu opadu. W tym momencie cały opad jest wyzyskany, to znaczy, że ze wszystkich punktów zlewni woda dostaje się do badanego przekroju. To rozważenie wyjaśnia zjawisko, że największe wezbrania powoduję w potokach, mających krótkie biegi, krótkotrwające deszcze nawalne, natomiast wezbrania rzek, posiadających dłuższe biegi, powodują deszcze jedno lub kilkudniowe.

Zaznaczyć tu wypada, ie wezbrania rzek względnie potoków, których zlewnie są dobrze zalesione, trwają wprawdzie dłużej ze względu na opóźnienie odpływu, mają jednak łagodniejszy przebieg. Zdolność wchłaniania wody przez glebę leśną a zwłaszcza przy dłużej trwających deszczach zależną jest w dużym stopniu od nasycenia tejże wilgocią. Z początkiem deszczu intenzywniejsze opady powodują znacznie mniejszy odpływ niż słabsze opady, które nastąpią n. p. kilka godzin później. W miarę bowiem nasycania się gleby wilgocią zmniejsza się i jej' właściwość retencyjna. Nasycenie gleby spowodowane długotrwałemi opadami deszczowemi może oddziaływać na szereg miesięcy. Jeżeli n. p. zima była obfitą w opady deszczowe, to należy oczekiwać, że deszcze w Iecie spowodują znaczne wezbrania i na odwrót. Również po mokrej i chłodnej wiośnie należy się liczyć w razie obfitych opadów deszczowych w czerwcu i lipcu z katastro-falnemi wezbraniami. Natomiast po suchem i upalnem lecie obawa wezbrań w jesieni jest bardzo mała.

Szczególnie groźne są krótkotrwające deszcze nawalne w okresie długotrwałych opadów. Wtenczas mamy do czynienia z największym od

pływem.

Prócz badań w zlewniach potoków Sperbl i Rappen prowadzono jeszcze w Szwajcarji w Kantonie Tessin, badania odpływu wód przy deszczach długotrwałych, a to w dolinie Blenio o zlewni 404 km², zalesionej w 18°/0 i dolinie Misox, o zlewni 477 km², zalesionej w 33°/₀. Wyniki pomiarów opadów i odpływów opublikowano w „Schweizerische Bauzeitung“, zeszyt 9, tom. 94. Obserwacje prowadzone w latach 1912—1927 wykazały, że przeciętny odpływ w. w. wynosił w dolinie Blenio 503 ltr/sek/km², a w dolinie Misox 876 Itr/sek/km². W czasie 16-to letnich obserwacyj stwierdzono największy odpływ z Blenio 788 Itr/sek km², podczas gdy w wymienionym okresie obserwaSjnym odpływy z Misox przekroczyły cztery razy odpływy ponad 1000 ltr/sek/km², a raz osiągnęły 1528 ltr/sek/km². Z badań tych okazało się, że odpływ ze zlewni lepiej zalesionej osiągnął większe wartości niż odpływ ze zlewni słabiej zalesionej.

Do opublikowanych wyników nie można jednak przywiązywać zbyt wielkiej wagi, gdyż obserwacje opadów w dolinie Blenio prowadzono tylko w 2 miejscach, a dla doliny Misox tylko w 3-ch. Te niedostateczne obserwacje nie mogły dać dokładnych wyników co do wielkości opadów. Również podniesiono zarzuty, że charakter obu zlewni nie jest taki sam i dlatego też nie można przeprowadzić porównania wyników pomiarów.

Dalsze dokładne badania odpływów w obu dolinach przyniosą niewątpliwie wyjaśnienie tych dotychczasowych niespodziewanych wyników.

Jeżeli przyjmiemy według Pflaumera, że na wyparowywanie i wsiąkanie w średnich warunkach można odliczyć 55% opadów deszczowych, to na odpływ pozostaje 45%. Jeżeli jednak gleba szybko się nasyca lub jest mało przepuszczalną, zwłaszcza o silnem nachyleniu oraz jeżeli mamy do czynienia ze znaczną wilgotnością powietrza, to stosunek opadu do odpływu w poszczególnych wypadkach będzie większy. Przez stosuneK odpływu do opadu deszczowego należy rozumieć tę część opadów pewnego okresu czasu, która w najniższym punkcie zlewni odpływa powierzchniowo w czasie 1 sekundy.

Z przytoczonych powyżej wywodów wynika, że powierzchnie zadrzewione wywierają bardzo dodatni wpływ na opóźnienie odpływu wód z opadów deszczowych. 1 dlatego też zapatrywania, że w ostatnich czasach na terenie Małopolski a przedewszystkiem na Podkarpaciu wezbrania stają się coraz gwałtowniejsze i że powodem tej gwałtowności jest niszczenie lasów, są uzasadnione. Jeżeli bowiem przeglądniemy mapy katastralne, sporządzone na podstawie pomiarów, wykonanych w latach 1846- 1860 to zobaczymy, że część powierzchni oznaczonych w tychże mapach jako las stanowi dziś nieużytki lub pastwiska. Można śmiało powiedzieć, że w tym 70 — 80-letnim okresie czasu przynajmniej 25% powierzchni, oznaczonych w tych mapach jako las, zamieniono na nieużytki lub pastwiska.

Ta właściwość lasów, osłabiająca skutki opadów deszczowych, jest jednak zależną w dużej mierze od czasu trwama natężenia i ilości opadu. Długotrwałe opady powodują nasycenie wodą danej powierzchni i wtenczas ani korony drzew, ani gleba leśna nie jest w stanie zatrzymać ani wchłonąć więcej wody, która odpływa w dół tak, jak gdyby teren był ogołocony z lasów lub nieprzepuszczalny. Takie jednak wypadki zdarzają się rzadko np. jak to miało miejsce ostatnio w roku 1927, kiedy to opady deszczowe w niektórych połaciach naszego kraju doszły do niebywałego natężenia i czasu trwania. Jako klasyczny przykład w tym kierunku przytoczę katastrofalne w skutkach powodzie w dorzeczu rzeki Traun, prawobrzeżnego dopływu Dunaju w Austrji górnej. Dorzecze rzeki Traun, biorącej swój początek w Alpach Austrjackich, jest doskonale zalesione (przeszło w 50%), dobrze zwartemi drzewostanami świerkowemi i posiada szereg dużych jezior o olbrzymich własnościach retencyjnych, z których największe jezioro Traun położone obok miasteczka Ebense, posiada powierzchnią około 20 km². f\ mimo to powodzie w latach 1897 i 1899 przybrały katastrofalny charakter. Powodem tych wezbrań były przedewszystkiem nadmierne opady deszczowe a mianowicie w lipcu roku 1897 wysokość opadu w ciągu czterech dni wyniosła 400 mm, a we wrześniu 1899 również w ciągu czterech dni opad doszedł do wysokości 505 mm, przyczem zaznaczyć należy, że parą dni przedtem spadł w górach śnieg, co przyczyniło sią również w dużej mierze do zwiększenia odpływu. Jak więc okazuje się z powyższego rozstrzygającym momentem był tutaj nadzwyczajny opad deszczowy. Tu należy podnieść jeszcze jeden ciekawy szczegół, że w czasie powodzi w roku 1594 poziom wymienionego jeziora Traun był wyższy o 1*2 m niż w roku 1899 a więc miało to miejsce około 300 lat wstecz, kiedy stan zalesienia niewątpliwie nie był gorszy niż obecnie.

W pewnych wypadkach mogą jednak nawet dobrze zalesione zlewnie niekorzystnie oddziaływać na przebieg wezbrań. Wskutek bowiem opóźnienia odpływu z potoków, których zlewnie pokryte są lasami może nastąpić zetknięcie się kulminacji fali wezbrania potoków z kulminacją fali wezbrania rzeki, podczas gdy w bezleśnych okolicach mogłyby kulminacje wezbrań poszczególnych potoków minąć zanim nastąpi kulminacja wezbrania rzeki.

Wymienione powyżej wypadki nie mogą jednak osłabić zapatrywania o korzystnem wpływie lasu na przebieg wezbrań i twierdzenie, że dewastacje lub wycinanie lasów zwiększa niebezpieczeństwo wezbrań znajduje w zupełności swoje uzasadnienie.

W końcu należy jeszcze rozważyć, jaki rodzaj i sposób zagospodarowania lasu wpływa najkorzystniej na opóźnienie odpływu oraz ochronę gleby.

Wpływ lasu na opóźnienie odpływu opadów deszczowych jest zależny •od rodzaju drzew, zadrzewienia, wieku drzewostanów, a wreszcie od sposobu zagospodarowania. Najkorzystniej działają na opóźnienie odpływu lasy przerębowo zagospodarowane. Posiadają bowiem nisko osadzone korony, dużo gałęzi o silnem ulistnieniu a między starszemi drzewami wyrasta obfity podrost. W lasach takich nietylko sama roślinność zatrzymuje i spo-trzebowuje znaczniejsze ilości opadów deszczowych, lecz także przy odpływie powierzchniowym natrafia woda na duże przeszkody. Następnie lasy w ten sposób gospodarowane ułatwiają w wysokim stopniu tworzenie się próchnicy, która czyni glebę przepuszczalną. Natomiast wysokopienne, jednopiętrowe, silnie zwarte i czyste a zwłaszcza starsze drzewostany szpilkowe posiadają korony mało rozwinięte i wysoko osadzone, nie dopuszczające do wytworzenia się podrostu i runa leśnego.

Bardzo szkodliwie działa tu użytkowanie ściółki leśnej, które pozbawia glebę nietylko wierzchniej powłoki, utrudniającej odpływ wody lecz

również uniemożliwia tworzenie się ściółki przez co zmniejsza się zdolność gleby pod względem wchłaniania wody. Zręby czyste są też niebezpieczne,, gdyż przez nieostrożne spuszczanie drzewa łatwo można doprowadzić do zranienia gleby.

Co się tyczy wreszcie skuteczności zalesień, to dodatnia działalność tychże daje się odczuć dopiero po szeregu lat od chwili zalesienia. Doświadczenia wykazały, że w 50 lat po zalesieniu, a w szczególności przy czystych drzewostanach świerkowych, korzystny wpływ drzewostanów na glebę uwydatnia się tylko w wierzchnich warstwach. Trzeba tu również zwrócić uwagę na tę okoliczność, że np. na pastwisku nie możemy bez odpowiedniego przygotowania przeprowadzić zalesień, w celu uzyskania pełnowartościowych drzewostanów. Według prof. Englera gleba lasu świerkowego 50—70-letniego, posadzonego na pastwisku jest znacznie mniej przepuszczalna, jak gleba 50—70 letnich, dawnych mieszanych drzewostanów, wyhodowanych na glebie leśnej.

Szybka działalność lasów uwydatnia się natomiast przy sadzeniu drzew ochronnych np. przy sadzeniu olchy, wierzb, akacji w celach powierzchniowego związania stoków. Z powyższego wynika, że cele, do których dążymy przez zalesienia, możemy uzyskać dopiero po długich okresach. 1 dlatego też szkody, wyrządzone przez nadmierne użytkowanie lasów, można dopiero po bardzo wielu latach naprawić.

Reasumując powyższe wywody można stwierdzić, że lasy odgrywają wprawdzie dużą rolę przy zabudowaniu i uspokojeniu góiskich potoków, nie mogą one jednak, jak niektórzy mniemają, zastąpić zabudowań. Zadaniem lasów jest wspierać i zabezpieczać bezpośrednie skutki zabudowań. Samem zalesianiem zlewni nie uspokoimy potoku.

Drugą właściwością potoków jest wytwarzanie, znoszenie i osadzanie wielkich mas rumowiska.

c) Pochodzenie rumowiska w potokach.

Rumowisko gromadzące się w górskich potokach i przez te potoki unoszone może być w ogólności trojakiego pochodzenia:

1.    Albo dostaje się jako produkt zwietrzenia ze stoków do łożysk» a następnie woda znosi go w dół, albo też,

2.    woda wytwarza go sama a to przez pogłębianie dna lub zarywanie brzegów, a wreszcie

3.    przez podziemne działanie wody.

Przez zwietrzenie rozumiemy powolne rozpadanie się i kruszenie skał. Procesowi temu ulegają nawet najtwardsze skały, a przyczyny tego zwietrzenia mogą być rozmaite. Skały jednolite ulegają trudniej zwietrzeniu niż. zlepieńce, przyczem poważną rolę odgrywa tu twardość minerału, uwar-

stwienie oraz zawilgocenie tegoż. Stoki południowe łatwiej ulegają zwietrzeniu niż stoki o innej wystawie. Najłatwiej ulegają zwietrzeniu wszelkie rodzaje łupków a przedewszystkiem łupki wapienne. Gołe stoki, bez powłoki wegetacyjnej, wystawione wprost na wpływy atmosferyczne, wietrzeją również łatwiej. Chemiczny rozkład skał powoduje działanie tlenu i kwasu węglowego, zawartego w wodzie i powietrzu. Następnie odbywa się kruszenie skał mechaniczne przez dostawanie się wody i zamarzanie w szczelinach tychże, dalej wskutek nagłych zmian temperatury oraz przez wciskanie się korzeni drzew. Wreszcie przez działanie organizmów jak porostów i bakterji, zwłaszcza nitryfikacyjnych, wytwarzających z amoniaku zawartego w powietrzu, szkodliwy dla skał kwas azotowy. W dalszym ciągu przebieg zwietrzenia zależny jest od jakości skał, klimatu, wzniesienia ponad poziom morza, wystawy i rodzaju powłoki wegetacyjnej.

Jakkolwiek wciskające się korzenie drzew powodują przez swoją mechaniczną i chemiczną działalność rozdrobnienie materjału, to z drugiej strony stawiają, swoją wiążącą właściwością, przeszkodę przeciw zmywaniu i dlatego też w tych wypadkach należy zwrócić baczną uwagę na utrzymanie powłoki leśnej. W każdym razie odgrywa tu wielką rolę wybór drzew i rodzaj drzewostanu.

Materjał pochodzący ze zwietrzenia, nie osłonięty powłoką wegetacyjną zostaje wskutek erozji z łatwością unoszony przez wodę.

Wprawdzie układ geologiczny naszych Karpat i Podkarpacia składa się z łatwowietrzejących piaskowców, jednakowoż proces wietrzenia nie odgrywa na zasilanie potoków rumowiskiem tak ważnej roli, gdyż stoki Karpat wykazują mało odkrytych skał i są jeszcze względnie dobrze zalesione. Częściej natomiast mamy do czynienia z drugim wypadkiem t. j. że woda sama wytwarza rumowisko a to przez działalność erozyjną (pogłębianie dna) i korozyjną (zarywanie brzegów) a wreszcie przez podziemne działanie wody. Doliny potoków na terenie Małopolski i Śląska wypełniają warstwy dyluwjalne lub aluwjalne względnie obie razem, w których woda z łatwością prowadzi swoją czynność erozyjną i korozyjną. Tę warstwy aluwjalne względnie dyluwjałne o ile nie są chronione lasami, pokrywa zazwyczaj bardzo cienka warstwa zadarnionej ziemi. Jasną jest tedy Yzeczą, że w takich warunkach nawet przez małe zranienie terenu powierzchownie zadarnionego, może woda w czasie opadów z łatwością żłobić łożyska, które w słabo złączonym ze sobą materjale alu-wjalnym a zwłaszcza przy znaczniejszych spadkach, co najczęściej ma miejsce, w krótkim czasie zamieniają się w głębokie jary t. zw. debry, które są nieprzebranemu źródłami rumowiska. Takie zranienia terenu mogą powstać przez wypasanie bydła, zakładanie ryz i dróg leśnych, zakładanie kamie-

niołomów i t. d. Gdyby zaraz przy zaczęciu tworzenia się debr zabezpieczono je przez przegradzanie choćby małemi płotkami możnaby z łatwością zapobiec dalszemu rozwojowi tychże. Debry takie niczem nie-ubezpieczone pogłębiają się bardzo szybko w czasie gwałtownych opadów deszczowych, a woda obciąża się łatwo rumowiskiem i znosi je w dolinę. Takie szybkie zdziczenie zupełnie spokojnych potoków wystąpiło bardzo wybitnie po wybudowaniu wielu linij kolejowych, np. podkarpackiej linji kolejowej w zachodniej Małopolsce. Wiele potoków, które w czasie budowy tejże linji nie budziło żadnych obaw, w niedługim czasie po otwarciu ruchu stało się bardzo groźnemi potokami, dającemi zarządowi kolei masę pracy przy usuwaniu rumowiska po każdorazowej powodzi. Zjawisko to tłumaczy się tern, że przez budowę kolei stworzono możność użytkowania drzewostanów, które przedtem ze względu na brak środków transportowych nie przedstawiały prawie żadnej wartości i dlatego też nie wycinano ich.

W wielu wypadkach ogołocono zupełnie zlewnie potoków z lasów, skutkiem czego potoki dotychczas spokojne zaczęły znosić masę rumowiska w doliny i wyrządzać kolei dotkliwe szkody. Nawet pod samym Lwowem mamy podobny wypadek. Stoki Zniesienia, które przedtem były pokryte lasem zamieniono na pastwiska. Wkrótce potem wytworzyło się mnóstwo debr, których materjałem zasypywała woda tor kolei, prowadzący z Podzamcza w stronę Krasnego. Koszta usuwania naniesionego materjału były rok rocznie tak znaczne, że jeszcze były rząd austrjacki przystąpił w roku 1902 do zabudowania tych debr, co się w zupełności powiodło. Tu lasy spełniają zadanie ochronne, gdyż najlepiej ochraniają glebę. Na powierzchniach pokrytych lasem usuwiska są też znacznie rzadsze jak na powierzchniach bezleśnych. Las wiąże korzeniami glebę przyczem głęboko sięgające korzenie spełniają czynność odwodnienia, gdyż las zużywa znaczne ilości wody na potrzeby wegetacyjne. Co się tyczy wytwarzania rumowiska przez podziemne działanie wody należy tu wyjaśnić, że w ogólności mamy do czynienia z dwoma warstwami ziemi — jedną spoczywającą na wierzchu, mniej lub więcej przepuszczalną l. zw. wiszącą i drugą, leżącą pod nią nieprzepuszczalną t. zw. leżącą. (Rys. 6). Przez warstwę wiszącą, którą mogą n. p. w naszych Karpatach tworzyć np. łupki ilaste, aluwjat posiadające dużo szczelin, i t. p. dostaje się woda z opadów deszczowych do leżącej pod nią warstwy nieprzepuszczalnej i powoduje zmniejszenie tarcia między obu warstwami, jużto przez rozmiękczenie warstwy leżącej lub też przez rozluźnienie spoistości warstwy wiszącej. Warstwę leżącą mogą tworzyć skały, iły, łupki, i t. p. Jeżeli warstwa leżąca jest nachylona, to łatwo może nastąpić zesunięcie się warstwy wiszącej Bardzo niekorzystne w tym wypadku są warstwy iłów, które po zetknięciu się z wodą przesią-

- 25 —

\e

kają tak dalece, że stają sie prawie pół płynną masą tak, że nawet przy bardzo małych nachyleniach powodują zesuniecie sie warstwy wiszącej Jeżeli na pochyłej warstwie nieprzepuszczalnej woda nie ma swobodnego odpływu lecz zaczyna sie gromadzić, to niebezpieczna sytuacja jeszcze bardziej pogarsza sie. Warstwy wiszące przesiąkają od dołu ku górze, spoistość materjału rozluźnia sie jeszcze bardziej, zwiększa sie ciężar gatunkowy tegoż, a tern samem zwiększa sie i niebezpieczeństwo zesunięcia sie warstw wiszących.

Taki wypadek może łatwo nastąpić przez podmycie stoku, powodujące choćby tylko nieznaczne przesuniecie warstwy wiszącej. Podziemne kanał ł

Ą,/

Aj/'

Rys. 6.

któremi dotychczas woda swobodnie odpływała, tracą swą łączność względnie ulegają zatkaniu, co pociąga za sobą wyżej wymienione niekorzystne objawy-Również stare i ciężkie drzewostany o płytkich i płasko rozgałęzionych korzeniach oraz panujące silne wiatry działają w tych wypadkach bardzo niekorzystnie. Bardzo często bezpośrednim powodem zesunięcia sie warstwy wiszącej jest erozyjna działalność potoków* Przez pogłębienie bowiem dna potoku tracą warstwy wiszące oparcie i łatwo ulegają zesunięciu.

ROZDZIAŁ IV.

MATERJAŁY BUDOWLANE.

1. PaliKi (taKże KołKi) i pale.

Paliki o dłg. 1 m. na jednym końcu zaciosane a na drugim równo uciete, 4—7 cm. grube, proste, służą do przybijania kiszek faszynowych, tworzenia szkieletu płotków i t. p. Zwraca sie uwagę, że paliki o grubszych wymiarach, jak wymienione, są gorsze i mijają sie z celem, gdyż

utrudniają tylko wbijanie do ziemi. Sporządzone być mogą z drewna okrągłego lub kłutego (łupanego), najlepiej z drewna jodłowego, następnie świerkowego, sosnowego a wreszcie z olchy i leszczyny. Mie do użycia są natomiast paliki sporządzone z topoli, brzozy, osiki i kruszyny. Również paliki krzywe nie nadają sie do użytku.

Paliki kupuje sie na sztuki a odbiera sie w stosach zawierających 5 kóp t. j. 300 palików układanych warstwami na przemian po 15 sztuk. Cena jednego palika wynosi około 7 gr. Kopa palików waży około 80—100 kg.

Pale 1.5m. dłg. o średnicy 8—10 cm., używane tylko okrągłe, są najlepsze z drewna jodłowego, następnie świerkowego i sosnowego. Służą do budowy opasek i poprzeczek faszynowych oraz do budowy progów drewnianych. Cena za 1 szt. około 30 gr.

Pale 2 m. dłg. o średnicy 10 — 14 cm. sporządzane z materjałów jak i poprzednie służą do budowy opasek i poprzeczek faszynowych na głębszych miejscach lub do budowy progów drewnianych, gdzie chodzi o silniejsze umocowanie tychże.

2. Faszyny.

Faszyny są to wiązki o średnicy 30 cm., złożone z chrustu względnie gałęzi, co najmniej 3 m. długich, 2 — 5 cm. grubych, 3 razy silnie witkami lub drutem wiązane. (Rys. 7.) Gałęzi grubszych niż 5 cm. nie można używać, gdyż materjał faszynowy stosowany do budowli musi być elastyczny. Faszyna ma mieć tak w środku jak i na obu końcach 30 cm. średnicy. Zaleca się wiązanie faszyny tylko drutem palonym, 1*8 mm. grb. a nie witkami wiklinowemi, gdyż tylko zapomocą drutu można faszyny silnie związać. Do wyrobu faszyn możemy używać gałęzi z drzew szpilkowych i liściastych. Lepsze są z drzew szpilkowych, gdyż posiadają dużą zawartość żywicy a tern samem lepiej opierają się zbutnieniu. Bardzo dobre faszyny uzyskuje się z materjału przecinkowego — uzyskujemy tu bowiem prostę pręty nadające się bardzo dobrze do wyrobu kiszek faszynowych. Do układania opasek i poprzeczek faszynowych nadaje się bardzo dobrze materjał gałęziowy ze starych sosen. Gałęzie takie wiążą się dobrze ze sobą wskutek swych nierówności a posiadając znaczną zawartość żywicy opierają się długo zniszczeniu. Najgorsze faszyny uzyskujemy z drzew liściastych wycinanych w porze letniej. Początkowo faszyna taka jest bardzo puszysta — potem jednak liście więdną a budowle wykonane z takiego materjału wykazują zapadnięcia. Do pewnych budowli mogą być używane faszyny krótsze jak 3 m. Do sporządzania takich faszyn nadaje się znakomicie

materjał jałowcowy, który u nas w górach prawie wszędzie można mieć do dyspozycji.

Zaznaczyć należy, że faszyna jako taka nie stanowi nigdy przyzabu dowaniu potoków górskich elementu budowlanego. Chróst względnie gałęzie wiąże się w wiązki o wyżej podanych wymiarach by w ten sposób stworzyć jednostkę zakupu jak również umożliwić przewożenie tejże Ma miejscu budowy rozcina się faszynę a z pojedynczych gałęzi wykonuje się budowle lub też wiąże w kiszki o odpowiednich wymiarach i w ten sposób dopiero uzyskuje się elementy budowlane

■■

fr

Rys. 7.

Rozróżniamy zasadniczo dwa gatunki faszyn a to: faszyny iasowe i faszyny wiklinowe. Pierwsze stanowią martw/y materjał budowlany z którego wykonane budowle mają dopiero ożywić posadzone sztubry wiklinowe, drugie natomiast muszą być sporządzone z wikliny ściętej w czasie przestania krążenia soków, a która użyta do budowy ma się potem sama zakorzenić i wypuszczać pędy bez następnego użycia sztubrów. Jedna faszyna waży 20—30 kg. — Ma jeden wóz ładuje się 20 — 30 szt. faszyn. W razie przewozu koleją rzadko ładujemy same faszyny, gdyż w tym wypadku nie moglibyśmy wyzyskać całkowicie nośności wozu kolejowego. Ma wóz kolejowy 15-tonnowy ładujemy na spód 80 — 100 kóp kołków, a na nie 180-200 sztuk faszyn.

kg.

.is. yo

Kopa kołków waży 80—100 kg. a więc 100 kóp .    .

a 190 sztuk faszyn licząc po 25 kg..........

razem 13.750 kg.

Gdybyśmy przewozili tylko same faszyny, to na wóz 15-to tonnowy zdołamy załadować 300 szt. o wadze około 7.500 kg. a więc nośność wozu byłaby tylko w połowie wyzyskaną.

Załadowanie jednego wozu (kołki z faszynami) uskutecznia 2 ludzi w jednym dniu.

Cena jednej faszyny wiklinowej wynosi obecnie około 75 gr. (Im3 około 3*50 zł.), zaś cena jednej faszyny lasowej około 65 gr. (1 m³ około 3 zł.). Ma 1 m³ idzie około 4*7 szt. faszyn. Cena jednej faszyny kalkuluje się w następujący sposób: jeden robotnik sporządzi dziennie do 30 faszyn.

28

Do czynności jego należy wycięcie materjału, związanie i wyciągnięcie gotowej faszyny na kraj lasu, by można ją swobodnie załadować na wóz,

Koszta sporządzenia jednej faszyny wynoszą........

Dowóz faszyny na miejsce budowy zależnie od odległości wynosi

od jednej sztuki około................

Wartość materjału około...............

20 gr.

Cn o

ca ca

razem 55 gr. •    •_10 gr.

do tego około 20% zysku przedsiębiorcy czyli Koszt jednej faszyny lasowej wynosi zatem na miejscu budowy .    65 gr.*)

Faszyna wiklinowa jest droższa, gdyż za materjał płaci się drożej. Faszyny kupuje się na sztuki lub na m³. W razie zakupu na m³. ustawia się faszyny w t. zw. stosy 2 m. wysokie i 3 m. szerokie. (Rys: 8). Na końcach

stosów wbija się dwa pionowe koły podparte zastrzałami. Przed odbiorem muszą leżeć faszyny w stosach najmniej przez 48 godzin, by się należycie osiadły. Faszyny, które dłuższy czas po wycięciu nie będą użyte np. wycinane w zimie a przeznaczone dopiero w lecie do budowy lub też pozostałe na następny rok, ustawia się w sterty odziomkami (grubszemi końcami) w dół. W jednej stercie nie powinno być więcej jak 10 do 20 kóp faszyn. W stertach należy między faszynami pozostawiać wolne miejsca, celem zapewnienia dostatecznego przewiewu a tern samem zabezpieczenia faszyn przed zaparzeniem. Sterty mają kształt uciętych stożków.

Z jednego ha. 3-letniej wikliny można uzyskać około 2.000 sztuk faszyn.

13S

- Ï 3S

gggijjg: jj

Rys. 8.

3. KiszKi faszynowe.

Kiszki faszynowe wiąże się na t. zw. warsztatach (Rys. 9). Mają one zazwyczaj średnicę 20 cm. — długość ich zależy od budowli, do których mają być użyte. Materjał uzyskany z przecinek a więc prosty nadaje się najlepiej do wiązania takich kiszek.

4. Drut.

Do wiązania faszyn używamy drutu palonego i giętkiego o grb. 1.8 mm. W handlu otrzymać go można w zwojach po 10 kg. Zwój taki ma około 500 m. dłg. — 1 kg. kosztuje około 1.20 zł. Drut używany przy

*) Ceny obecne będą znacznie niższe.

budowlach faszynowych oraz progach posiada średnicę 3*1 mm. Sprzedawany jest w zwojach po 10 kg. o dłg. około 173 m. — 1 kg. kosztuje około 1.10 zł

5. Drewno.

Drewno używane do budowy zapór, progów i tp. kupujemy na m⁸. Najlepsze jest drewno szpilkowe jak świerkowe, jodłowe lub sosnowe-Trwałość drewna zawisła jest w dużym stopniu od tego czy drewno jest stale pod wodą, czy też wystawione na przemian na działanie powietrza i wody, — takie drewno ulega bardzo szybko zniszczeniu. Natomiast drewno znajdujące się stale

o Cl

lata w

stanie. W regulacjach, w których progi znajdują się stale pod wodą, są

■,;V A -/V," /\ ...    - At.

Rys. 9.

one po 20 do 30 latach zupełnie zdrowe. Na progi i do budowy zapór używamy drewna gonnego, t. j. takiego, którego kształt zbliżony jest do walca. Drewna używamy okorowanego. Cena drewna zależna jest od bardzo wielu czynników i można ją tylko w przybliżeniu oznaczyć na około 20 zł. za 1 m³ na miejscu budowy.

6. Kamień.

1111

SÜP

P»

00000231315

6. Kamień.

Kamień potrzebny do naszych budowli uzyskujemy w kamieniołomach lub też wybieramy z grubego rumowiska potoków, zależnie od budowli, do jakich mamy go użyć. Kamienie używane do budowli wodnych muszą być bardzo wytrzymałe na wpływy atmosferyczne, gdyż wystawiane są na przemian na działanie wody i powietrza. Na terenie Małopolski spotykamy się najczęściej ze skałami osadowemi i do tych należą piaskowce, które prawie wyłącznie służą nam jako kamienny materjał budowlany. Najlepszy i najtrwalszy jest piaskowiec kwarcytowy z domieszką łyszczyków o barwie sinawo-popielatej, trwały na powietrzu i w wodzie. W Karpatach zachodnich występuje t. zw. piaskowiec godulski a w Karpatach wschodnich piaskowiec jamneński. Dobrym jest też piaskowiec wapnisty i glinkowy o barwie żółtawej, w kamieniołomach miękki, poczerń na powietrzu twardnieje.

W przeważnych wypadkach nie należy używać do budowy kamienia bezpośrednio po wyłamaniu w kamieniołomie, lecz pozostawić go dłuższy czas na powietrzu, gdyż w ten sposób traci swą wilgotność i zyskuje na wytrzymałości. N. p w jesieni wyłamane kamienie należy zostawić przez zimę na woinem powietrzu a dopiero z wiosną użyć je do budowy.

a) Wydobywanie kamieni w kamieniołomach,

W kamieniołomach, które winne być ogrodzone od strony stoku, trzeba zazwyczaj wykonać najpierw t. zw. odkrywkę t. j. usunąć warstwę ziemi nakrywającą kamień, oraz zwietrzałą część skały i dążyć do uzyskania możliwie pionowej ściany.

W każdym kamieniołomie musi być ustanowiony dozorca, który odpowiada za tok robót i bezpieczeństwo ludzi.

Ostrzec należy jak najusilniej przed często stosowanem w kamieniołomach t. zw. podkopywaniem się, które ma na celu ułatwienie obsunięcia się zwisającej ziemi łub skały. Czynność ta prowadzi bardzo często do nieszczęśliwych wypadków, za które ponosi odpowiedzialność kierownik kamieniołomu.

Wydobywanie kamienia odbywa się przez : 1) łamanie, 2) cięcie, 3) rozsadzenie.

Łamanie odbywa się zapomocą klinów i łomów żelaznych i znajduje zastosowanie przy skałach posiadających liczne rysy i szpary.

Cięcie kamieni stosuje się przy skałach o układzie warstwowym lub skałach miękich — a uskutecznia się je przez wbijanie szeregu klinów żelaznych w jednej linji aż do odspojenia kamienia o pożądanym kształcie.

Do rozsadzania skał używamy materjałótf wybuchowych, które posiadają własność wytwarzania przy spalaniu gazów o wielkiej prężności, a które możemy zużytkować do wykonania prac. W naszym wypadku gazy wywierają ciśnienie na otaczające je ściany otworu i wykonują pracę ujawniającą się w rozdrobnieniu skał. Do najwięcej używanych środków wybuchowych należą proch strzelniczy i dynamit.

b) Proch strzelniczy.

ciężar wła-cena około 3 zł.

Proch strzelniczy wynaleziony około 500 lat temu jest mieszaniną saletry (około 65%), siarki (około 15°/°) i węgla drzewnego. Litr prochu ziarnistego lekko nasypanego waży około 0.9 kg. ściwy prochu sprasowanego wynosi około 1*75 kg., za 1 kg.

Proch powinien być przechowany w miejscach suchych — zawilgocony jest niezdatny do użytku. Wybuch prochu można spowodować przez zapalenie.

c) Dynamit.

Dynamit wynaleziony w roku 1867 przez Nobla, jest mieszaniną nitrogliceryny z ziemią okrzemkową albo też z celulozą lub mączką drzewną

Jest 'koloru żółtego, bez zapachu i daje się ugniatać. Kwaśny zapach tegoż wskazuje na rozkład i taki dynamit należy unieszkodliwić przez rozpuszczenie w wodzie. Do rozsadzania skał używamy najczęściej dynamitu, sprzedawanego w handlu jako Nr. 2 (zawierającego 50°/₀ nitrogliceryny) w postaci rulonów w papierze woskowym o średnicy 23 mm. i dłg. 100 do 105 mm. Rulon taki waży około 7 dkg — rulony pakowane są w pudełka po 2'5 kg. Ciężar właściwy wynosi około 1.6 kg. Dynamit wybucha przy gwałtownem uderzeniu wywołanem zapomocą eksplozji spłonki napełnionej piorunianem rtęci. Dynamit zamarza przy 8° C. i wtenczas eksploduje za najmniejszym naciskiem. W tym stanie jest bardzo niebezpiecznym środkiem wybuchowym, gdyż nitrogliceryna zawarta w dynamicie wydostaje się na zewnątrz w postaci bardzo łatwo eksplodujących kryształków. Dlatego też o ile rozsadzanie skał przy użyciu dynamitu odbywa się w zimnej porze, należy dynamit ogrzewać w podwójnych naczyniach z ciepłą wodą ogrzaną do +30 C. Najczęściej jednak noszą go górnicy w wewnętrznych kieszeniach ubrania i w ten sposób nie dopuszczają do zamarzania tegoż. Przy zetknięciu się z ogniem spala się bez wybuchu, wydziela jednak przy tern gazy trujące. Uderzony w cięnkich warstwach kamieniem o kamień lub metal eksploduje. Dynamit można uważać za bezpieczniejszy środek wybuchowy niż proch strzelniczy, który z łatwością można doprowadzić do eksplozji np. przez porzucenie niedopałka papierosa. Eksplozję dynamitu można natomiast wywołać tylko przez gwałtowne uderzenie i do tego trzeba użyć specjalnie przyrządzonej spłonki.

Niebezpieczeństwo dynamitu jako środka wybuchowego jest często przeceniane. Pracując przy zabudowaniach górskich potoków w krajach alpejskich miałem bardzo dużo do czynienia z rozsadzaniem skał zapomocą dynamitu dla rozmaitych celów i przy tej sposobności robiłem wiele prób nad możliwością niepożądanej eksplozji dynamitu. Rzucałem tak pojedyncze naboje jak i całe skrzynki o wadze 25 kg. z wysokości około 20 m. na skały i nigdy nie doprowadziłem do eksplozji. Również rzucanie kamieni i przedmiotów żelaznych ze znacznej wysokości na naboje dynamitowe nie doprowadziło do zamierzonego celu. Trzeba się jednak liczyć z gwałtownością wybuchu dynamitu rozrzucającego kamienie na nieprawdopodobną nieraz odległość i tu należy stosować jak najdalej idące środki ostrożności. Na zakupno dynamitu trzeba uzyskać specjalne pozwolenie. Dynamit musi być przechowywany pod ścisłem zamknięciem zdała od osiedli ludzkich.

d) Wiercenie otworów.

Otwory wiertnicze wykonuje się zapomocą świdrów dłutowych (Rys. 10) ze stali zlewnej. — Kąt nachylenia ścian ostrza waha się od 60° do 90°

i jest tem większy im skała twardsza. Długość świdrów używanych wynosr od 0.4 do 1.5 m. Przy wierceniu zatrudnia się dwóch do trzech ludzi, z których jeden trzyma świder a jeden lub dwóch uderza młotami. Początkowe uderzenia mają się odbywać powoli i słabiej do czasu, aż świder uzyska pewność swego obranego kierunku (w głębokości około 10 cm).

/oC\

Rys. 10.

Świder należy przy uderzeniach mocno przyciskać do spodu otworu a po każdem uderzeniu obrócić o 18 do 1/6 całego obrotu, — im skała twardsza tem obrót mniejszy. Gdy uderzenia nie są już pewne, należy zapomocą łyżki (Rys. 11) wybrać nagromadzony miał. Po uzyskaniu głębokości 1 m. otworu ekonomiczniej jest używać w dalszym ciągu świdra udarowego wagi około 20 kg , który dwóch do czterech ludzi podnosi do góry i opuszcza w dół. Świdry takie zaopatrzone są rękojeścią dla ułatwienia podnoszenia (Rys. 12). Podczas wiercenia nalewa się do otworu wody lub też zakrywa otwór plecionką ze słomy z otworem na świder, która chroni górników przed unoszącym się pyłem kamiennym. Górnicy chętniej używają plecionki słomianej niż nalewania wody, gdyż w pierwszym wypadku odpada wysuszanie otworu przed ładowaniem. Po wywierceniu otworu następuje wytarcie tegoż, ewentualnie wysuszenie zapomocą eksplozji małej ilości prochu Przy większych robotach używa się świdrów mechanicznych t. zw. wiertarek, poruszanych zapomocą sprężonego powietrza.

Rys. 11.

Zaznaczyć tu trzeba, że świdry zużywają się bardzo szybko, — mniej więcej co 30 cm. głębokości otworu należy użyć nowego świdra.

Okoliczność ta powoduje zwłaszcza przy większych robotach konieczność ustawicznego ostrzenia świdrów. Mniej więcej na 10 — 12 górników lub murarzy trzeba zatrudniać w kuźni przy ostrzeniu świdrów 2 robotników. By sobie te czynności ułatwić zakładano w Alpach przy odnośnych robotach kuźnie, w których praca spadającej wody zastępywała czynność jednego robotnika. Jak widzimy na (Rys. 13), ujmowano korytem a drobną objętość wody potoku. Woda spadająca rurą e do zbiornika b porywała-powietrze dostające się otworami umieszczonemu w ścianie tejże. Woda odpływała ze zbiornika otworem d a powietrze mogło znaleść ujście tylko do paleniska dyszą /. Dopływ powietrza uzyskany w ten sposób był zawsze tak silny, że trzeba go było często osłabiać zapomocą wentyla /?, który można było uruchamiać ze stanowiska przy kuźni. Kuźnie te okazały się bardzo ekonomiczne i należałoby je zawsze stosować przy odnośnych robotach. Koszty całego, bardzo prymitywnego urządzenia, są minimalne, przyczem zauważyć należy, że w miarę posuwania się miejsca pracy kuźnia taka wraz z całem urządzeniem daje się z łatwością przenieść.

e) Nabijanie otworów.

Rys. 12.

1) Nabijanie prochem. Przy używaniu prochu skała nie może wykazywać zbyt wiele pęknięć, gdyż gazy o mniejszej prężności mogłyby ujść przez szczeliny i nie do' prowadzić do jej rozsadzenia. Do otworu (Rys. 14) wsypuje się około połowę potrzebnej ilości prochu, który lekko ugniata się zapomocą drążka drewnianego, — następnie wprowadza się do otworu żagiew tak,

a.

a^

t.

f. dysza, g zasówka. A. werflyf. i. pafenisko,

e. h 9,

d iüi    w

a.    kory]o z desek

b.    zbiornik.

c.    kamień„

d.    odpfyw.

e.    rura spadowa.

Rys. 13.

by dosięgła ubitego prochu a następnie wsypuje się drugą połowę ilości prochu, który znowu lekko ubijamy. — Z kolei wprowadzamy do otworu gałkę gliny lub papieru, poczem dajemy przybitkę z piasku lub ziemi, którą silnie ubijamy. Piasek i ziemię należy ubijać tylko do 1 i 1/2 wysokości ładunku prochu, reszta otworu może być tylko lekko zasypana.

- 34 —

Do zapalenia prochu używamy najczęściej żagwi Bickforda, sprzedawanej w handlu w postaci sznura odpowiednio nasyconego prochem, saletrą i siarką, 1 m. takiego sznura o średnicy 3    6 mm. tli się około

50 sekund, zaczem umożliwia robotnikowi dobranie długości sznura w ten sposób, by po zapaleniu tegoż miał czas oddalić się w bezpieczne miejsce. Gdyby otwór nie wybuchł, wiercimy obok niego nowy, który po załadowaniu doprowadzamy do eksplozji.

Bardzo wygodne w praktyce jest używanie gotowych nabojów, sporządzonych ze sprasowanego prochu. Naboje mają kształt walca z otworem w środku (Rys. 15). Ładuje się je w ten sposób, że na żagiew zaopatrzoną na spodzie w węzeł, nasuwa się odpowiednią ilość nabojów i wpuszcza do otworu.

/i

Rys. 14.

2. Nabijanie dynamitem. Nabijanie dynamitem odbywa się w następujący sposób: Do otworu wprowadza się odpowiednią ilość nabojów zapomocą pręta drewnianego rozdwojonego na końcu. Naboje te rozgniata się zapomocą stempla drewnianego, — papier woskowy pęka a dynamit przylega szczelnie do ściany, — w końcu wprowadza się t. zw. nabój zapalny (Rys. 16). Przygotowanie naboju zapalnego odbywa się w następujący sposób: nabój rozwijamy z jednego końca i robimy w dynamicie zapomocą okrągłego drewienka otwór o średnicy około

Rys. 15.

8 mm. i głębokości 30 mm. W ten otwór wsuwamy spłonkę. Spłonka taka (Rys. 17) o długości 40 mm. i średnicy około 8 mm. ma na dnie warstwę piorunianu rtęci, do której ma dochodzić żagiew, wprowadzona do spłonki. Żagiew łączy się ze spłonką zapomocą lekkiego zgniecenia ścian spłonki, odpowiednio uformowanemi kleszczami.

Zawodowi górnicy czynią to jednak zawsze zębami i mimo przestróg, że spłonka może w ustach eksplodować, nie można ich od tego odzwyczaić. Spłonkę połączoną z żagwią wsuwa się w otwór sporządzony w naboju

p-wwop

êr

MMI

• UJ' w 00 (s

Y///,

~-23-A

:Rys. 17.

Rys. 16.

Rys. 18.

«dynamitowym, jednakowoż tak, by ściany spłonki wystawały ponad dynamit (Rys. 18.) a to w celu uniknięcia zapalenia się dynamitu przed dojściem ognia do spodu spłonki. Następnie zasypuje się otwór piaskiem tlub ziemią bez ubijania.

Tabl. I.

Stosunek między średnicą świdra a głębokością otworu wiertniczego.

RODZAJ

WIERCENIA

Wymiary

świder bijący

świder udarowy

1 — 2 górników

2 górników 3 górników

2—4 górników

głębokość otworu w mm.

500

750

1C00

2500

śr. świdra dla prochu w mm.

30-35

40-50

50-60

60-70

dla dynamitu

25-30

30-40

40—50

50-60

3*

Mamy np. obliczyć zapotrzebowanie prochu w kg. przy głębokości otworu t w skale twardej = 1’20 m.

k = 045

w = t sin a = t cos 45° = 1‘20 . 0*70711 — w = 0‘85 Lkg. = w³k - 0-614125 . 0*45 = 0*276 kg.

= 0 64 m³

36

Bardzo niemiłą jest okoliczność w wypadku, gdy nabity dynamitem otwór nie wybuchnie. Otwór taki musi być przy zastosowaniu wielkiej ostrożności i dolewaniu wody opróżniony z przybitki aż do naboju zapalnego, poczem wsuwa się nowy nabój zapalny i powoduje wybuch.

f) Zapotrzebowanie materjałów wybuchowych.

Zapotrzebowanie materjałów wybuchowych zależne jest od rodzaju skały oraz od rodzaju środka wybuchowego. Przy użyciu prochu będziemy wiercili otwory pod kątem około 45°, natomiast przy użyciu dynamitu mogą być otwory wiercone prostopadle.

Wyrwana wybuchem bryła podobną będzie do stożka, którego promień podstawy R będzie mniej więcej równy najsłabszemu wymiarowi, w. Najsłabszy wymiar powinien być równy przybitce B. (Rys. 19).

Dla obliczenia potrzebnej ilości materjału wybuchowego posługujemy się wzorem Lkg.= k.w.³, gdzie Lkg. oznacza ilość materjału wybuchowego, k — spółczynnik ładowania a w (najsłabszy wymiar) głębokość, do której ma ładunek działać.

'i

ft

-71

...I...

Rys. 19.

V = —

3

czyli na 1 m³ skały będziemy potrzebowali 0 276 : 0'64 = 0’43 kg. prochu.

Spółczynnik k można oznaczyć przez próbne rozsadzanie. Wykonuje się np. przy używaniu dynamitu kilka otworów prostopadłych do skały o głębokości 1 m., które nabija się coraz mniejszemi ładunkami, aż wkoń-cu dojdziemy do najmniejszej ilości materjału wybuchowego, zapomocą którego możemy spowodować rozsadzenie skały aż do dna otworu. Ponieważ w tym wypadku w = 1 to Lkg. będzie = k. Zaznaczyć należy, że wartość spółczynnika k zmniejsza się stosunkowo ze wzrostem w.

- 37 —

Tabl. 2.

Zapotrzebowanie materjałów wybuchowych na rozsadzenie 1 m³ skały.

Skały bardzo twarde

Rodzaj skały

Skały słabsze    Skały twarde

o pokładach    o pokładach

mniejszej grub grubszych

proch

0*3—0-4 kg.

04 - 05 kg.

dynamit

0*05—0-10 kg.

0*10-0-20 kg.

0-20-0-50 kg.

Tablica dla spółczynnika k.

Rodzaj skały

proch

dynamit

Skały b twarde

0-65-0-80

0*15-0-25

Skały twarde

0-40 - 060

0-10-0-15

Skały słabsze

0*25-0-40

0-08—010

Rozsadzanie skał prochem jest znacznie droższe od rozsadzania dynamitem, gdyż użycie prochu wymaga wiercenia szerszych otworów oraz użycia większego ładunku.

Prochu będziemy używać do rozsadzania skał słabszych oraz jeżeli chodzi nam o rozdrobnienie skały na większe bryły przy najmniejszej ilości odpadków. O to nam najczęściej chodzi, gdyż kamień używany do budowy zapór, opasek i td. powinien posiadać możliwie największe wymiary. Dynamitu zaś używa się przy skałach twardych oraz tam, gdzie chodzi o szybkie uzyskanie dużej ilości kamienia budowlanego lub też tylko o rozdrobnienie skał np. w przekopach, a nie zależy nam na tern, czy ilość odpadków będzie mniejsza lub większa.

Jeżeli chodzi o uzyskanie odrazu b. wielkiej ilości kamieni, to stosujemy t. zw. miny komorowe (Rys. 20). Wykonujemy sztolnie o takim przekroju, by górnik mógł swobodnie pracować, którą na końcu zaopatrujemy w komorę. Komorę tę wypełniamy materjałem wybuchowym a sztolnię materjałem ziemnym lub kamiennym. Kierunek sztolni winien być załamany, by utrudnić wyrzucenie materjału w czasie wybuchu. W czasie wybuchu następuje najpierw odspojenie skały mniej więcej wzdłuż linji a b a następnie rozdrobnienie się tejże na kawałki.

Do rozsadzania skał' należy używać. zawodowych górników, gdyż-praca przy ładowaniu i zapalaniu jest niebezpieczną i wymaga kwalifikowanych ludzi. Zapalanie otworów powinno się odbywać w pewnych oznaczonych porach dnia, a teren, który leży w obrębie padania odłamków kamieni, ma być odpowiednio oznaczony, co zazwyczaj uskutecznia się za-pomocą chorągiewek. Na parą minut przed zapaleniem otworu ma być dany sygnał ostrzegawczy, by robotnicy mogli na czas oddalić się w bezpieczne miejsce. Często znajdują się kamieniołomy przy drogach. W tych wypadkach

2?.

a.

rja-

Rys. 20.

wysyła się w obu kierunkach drogi od kamieniołomu ludzi, którzyby sygna» łami zapomocą chorągiewek zatrzymali pojazdy na czas zapalania otworów..

g) Zakupywanie kamienia.

O ile kamieniołomu nie prowadzimy we własnym zarządzie, to kupujemy kamień ułożony w stosach t. zw. figurach, o szerokości 2 m.,. długości 4 m. i wysokości 1 m. Stosy takie zawierają około 65—70%. kamienia, z czego 30—35% przypada na próżnię. Jest to najnieekono-miczniejszy sposób zakupywania kamienia, gdyż na wykonanie 1 m³ muru potrzeba około 2 m³ kamienia zakupionego w stosie. Dlatego też należy zalecić kupowanie kamienia w murze, licząc 1 "25—1*35 m³ kamienia za 1 m³ gotowego muru. Zależnie bowiem od jakości kamienia i uzdolnienia murarzy odpada pewien mniejszy lub większy procent przy obrabianiu.

W ten sposób wypadają budowle jak najtaniej oraz unikamy wszelkich przykrości wynikających z niesumienności dostawców.

O ile kamieniołom jest cudzą własnością, to za wyłamany kamień opłaca się t. zw. olborę, mniej więcej około 30—50 gr. od 1 m³.

- 39 —

7. Materjały wiążące.

a) Cement.

Zapomocą materjałów wiążących łączymy poszczególne materjały główne w jedną całość. Przy pomocy materjałów wiążących sporządzamy zaprawy, tężejące nietylko przez wyschnięcie lecz także wskutek zmian chemicznych. Najważniejszą rolę wśród materjałów wiążących odgrywa u nas cement portlandzki, który otrzymujemy przez zmieszanie surowców, zawierających wapień i glinę, wypalenie tej mieszaniny a wreszcie przez dokładne jej zmielenie. Cement przypomina swą barwą szaro zielony kamień, wydobywany w flnglji w pobliżu miasta Portland i stąd nazwano go cementem portlandzkim. Ciężar właściwy wynosi 3i0—3*20 kg/dm³, zleżały traci na wadze, przyczem ciężar właściwy nie powinien spaść jednak niżej jak do 3'05 kg-Ciężar objętościowy wynosi 1'1—1*5 kg/dm³, zależnie od tego czy luźno nasypany czy silnie utrzęsiony. 1 Itr. cementu lekko nasypanego waży 1*2—1‘3 kg., silnie stłoczonego 1*85 kg. Cement sprzedają w handlu w beczkach 200 kg., lub w workach papierowych o wadze 50 kg. brutto, netto 49 kg. Beczka 200 kg. o wymiarach h=0*72 m. a śr. denka 0*40—0*44 m. zawiera około 194 kg. cementu. Cement wysypany z beczki zajmuje przestrzeń 0*13— 044 m³. Na wóz kolejowy 10 tonnowy ładuje się 50 beczek a na 15 tonnowy 75 beczek.

Rozróżniamy cement wolno i szybko wiążący. Prawie wyłącznie używamy cementu wolno wiążącego, jako łatwiejszego w użyciu. Szybko wiążącego cementu używamy tylko tam, gdzie chodzi o szybkie wiązanie i twardnienie n. p. przy wykonywaniu budowli niezabezpieczonych od dostępu wody płynącej. Przez wiązanie rozumiemy przejście sypkiej lub płynnej masy w stan stały. Jako wolno wiążący cement uważamy taki, który od chwili dodania wody nie zaczyna wiązania prędzej jak po 40 minutach a kończy po upływie 6—10 godzin. Okres zaś twardnienia trwa 3 miesiące i więcej. Okres wiązania i twardnienia nazywamy tężeniem.

Siłę wiązania cementu oznaczamy badaniem wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie na próbkach z normalnej zaprawy cementowej. Próbki sporządzamy jako sześciany o bokach 71 mm., a to według wagi z jednej części cementu, trzech części piasku normalnego i wody w ilości 8°/₀ wagi mieszaniny cementu i piasku. Przez piasek normalny rozumiemy piasek przechodzący przez sito z drutów o grubości 0.4 mm. o 64 oczkach na 1 cm², a pozostający na sicie o 144 oczkach na 1 cm². Po 28-dniowym tężeniu mają te kostki wykazywać wytrzymałość na rozciąganie 25 kg/cm², a na ściskanie 250 kg/cm². Celem zbadania wytrzymałości na rozciąganie sporządza się próbkę w kształcie ósemki a rozerwanie następuje w zwężeniu ósemki.

Cement nie powinien w okresie tężenia zmieniać swej objętości. W tym kierunku możemy przeprowadzić następujące badanie. Z cementu zarobionego wodą w ilości około 25% jego wagi robimy na płycie szklannej krążek o średnicy 10 cm. a grubości 1'5 cm. w środku ku obwodowi zaś mniejszej i suszymy go przez 24 godzin w miejscu zabezpieczonem przed przewiewem powietrza. Potem wkładamy go do wody na przeciąg 28 dni. Jeżeli po wyjęciu krążek wykazuje na brzegach pęknięcia lub skręcenia, to cement taki nie jest przydatny do robót. W razie konieczności szybkiego stwierdzenia stałości objętości ustawiamy krążek po 24 godzinach na trzy godziny nad gotującą się wodą. Ze stwierdzenia lub braku pęknięć orzekamy czy cement jest zdatny do użytku czy nie.

Cement należy przechowywać w suchych i zamkniętych miejscach, w których jednak zapewnimy słabą cyrkulację powietrza. Podłoga w takich lokalach powinna być ułożona na legarach i wznosić się najmniej o 15 cm. nad ziemią. Przechowywanie cementu nie powinno trwać dłużej jak trzy miesiące, gdyż dłuższe magazynowanie wpływa ujemnie na jego jakość. Nigdy natomiast nie należy kłaść cementu bezpośrednio na ziemi lub gdzie mógłby być narażony na działalność wilgoci. Cement chłonie z powietrza wilgoć, wskutek czego twardnieje i staje się niezdatnym do użytku. Tak samo nie należy ustawiać tak beczek jak i worków bezpośrednio przy ścianach.

8. PiaseK.

Ziarna o średnicy mniejszej jak 5 mm. nazywamy piaskiem większe żwirem lub tłuczniem. Piasek może być kopany lub rzeczny, najlepszy ostry, szeleszczący w palcach. Piasek musi być czysty, wolny od domieszek ziemnych jak glina, ił i innych nieczystości i dlatego często zachodzi konieczność płukania go przed użyciem. Zanieczyszczony piasek można łatwo poznać. Zwilżony wodą nie trzeszczy przy tarciu w rękach i pozostawia zabrudzenie. Po wrzuceniu takiego piasku do naczynia woda staje się mętną a po wrzuceniu do płynącej wody tworzy się mętna smuga. Związek Polskich fabryk Portland — cementu podaje dwa łatwe sposoby zbadania piasku pod względem zanieczyszczenia składnikami osadowemi jak glina, ziemia, •ł oraz organicznemi. W pierwszym wypadku należy do słoja litrowego z białego szkła wsypać warstwę piasku o wysokości 5 cm. i nalać na to do wierzchu czystej wody a następnie dobrze wymieszać, poczem piasek opadnie na dół a glina i ił osiędą na wierzchu. O ile warstwa górna przekracza grubość 5 mm., to piasek musi być płukany. Druga próba na wykazanie stopnia zanieczyszczenia składnikami pochodzenia organicznego polega na tern, że do flaszki o pojemności 1/3 litra nasypuje się 135 gra-

— 41

mów piasku a na to nalewa się 75 gramów 3°/₀ rozczynu ługu sodowego (sody kaustycznej). Flaszkę zakorkowaną należy kilkakrotnie mocno po-trząść. O ile po 24 godzinach rozczyn nad piaskiem jest bezbarwny, lub koloru jasnej słomy, to piasek może być użyty. Jeżeli natomiast jest jasno lub ciemno bronzowy, to piasek należy uważać jako nie nadający się do robót.

Piasek użyty do zaprawy cementowej przy murach z kamienia łamanego, może się składać z mniejszych lub większych ziarnek, gdyż zaprawa służy nie tylko do łączenia kamieni ze sobą lecz także do wypełnienia nierówności kamieni łamanych. Przy betonie piasek i cement mają za zadanie wypełniać pustkę mię-dzykamykową.

Płukanie piasku może się odbywać w rozmaity sposób, zależnie do ilości piasku potrzebnej do budowy. Jeżeli za-potrzebowaniepiasku jest małe to wrzucamy piasek do wiadra napełnionego wodą a przez mieszanie (n. p. kawałkiem drewna) i odlewanie mętnej wody uzyskuje się czysty piasek. Jeżeli zapotrzebowanie piasku jest znaczne n. p. przy budowie zapór betonowych, to postępujemy w następujący sposób: Budowle, o które tu chodzi, wykonujemy zawsze w łożyskach potoków, a więc zawsze prawie mamy pod ręką płynącą wodę i ta okoliczność ułatwia nam płukanie piasku. W tym celu budujemy skrzynię z desek (Rys 21), którą zatapiamy w wodzie. Gdyby chyżość wody w skrzyni była za dużą, to możemy ją z łatwością zmniejszyć przez nadanie jej łagodniejszego nachylenia. Robotnik wjeżdża z taczkami na pomost, wsypuje piasek do skrzyni a stojący po bokach robotnicy przesuwają go w dół łopatami lub grabiami, w czasie czego następuje oczyszczenie z ziemistych części, które woda unosi poza obręb skrzyni. Wypłukanym piaskiem napełnia się taczki na dolnym pomoście i odwozi na miejsce przeznaczenia. Jeden m³ piasku suchego waży około 1600—1700 kg., wilgotnego zaś 1800 kg.

0;0 , 0,5

Skafa

3m.

<M

45-

dzlii

Rys. 21.

9. Żwir.

Żwir używany do betonu może być rodzimy (żwir rzeczny) lub tłuczony (tłuczeń), ma być czysty o ziarnkach różnej wielkości, odporny na wpływy atmosferyczne. Tłuczeń posiadający ostre i nieregularne powierz-

chnie łączy się silnie z zaprąwą i tworzy beton bardzo wytrzymały na uderzenie Dlatego też należy go jak najgoręcej polecić do stosowania przy budowlach wykonywanych przy zabudowaniach potoków, narażonych na silne wstrząsy i uderzenia. Najlepszy tłuczeń uzyskujemy z granitu* bazaltu, porfiru i bardzo twardych piaskowców. Żwir tłuczony (Rys. 22), użyty do betonu, tworzy więcej porów niż żwir rzeczny (Rys. 23) i dlatego też wymaga stosunkowo większej ilości piasku. Jak już poprzednio wspomniano, żwir ma być różnej wielkości, największe jednak ziarna muszą przejść w każdem położeniu przez otwory 6 cm², a najmniejsze pozosta-

Rys. 23.

Rys. 22.

wać na siatce o oczkach 7 mm. Nigdy nie można używać żwiru rzecznego nieprzesianego razem z piaskiem, gdyż ilości piasku i żwiru muszą być ściśle określone. W betonie można zabetonować i większe kamienie o wymiarach do 30 cm. w ilości nie przekraczającej jednak 25o/₀ użytego materjału kamiennego. Kamienie te muszą być równomiernie rozmieszczone i otoczone zaprawą betonową. Płukanie żwiru odbywa się zazwyczaj w czasie sporządzania betonu. W dnach taczek, któremi dowozi się żwir względnie tłuczeń do miejsca zarabiania betonu, robi się otwory. Taczki, napełnione żwirem względnie tłuczniem, zlewa się wodą wylewaną z wiadra lub konewki, która spłukuje zanieczyszczenie żwiru i odpływa otworami umieszczonemi w dnie taczek. Otwory le zamulają się często i od czasu do czasu należy je oczyścić. Zmoczony wodą żwir wysypuje się na stoły, na których znajduje się już piasek zmieszany z cementem. Wogóle żwir winien być zawsze przed dodaniem go do mieszaniny piasku i cementu zwilżony wodą, gdyż suche kamyki chłoną część wody, potrzebnej zaprawie do wiązania. Kamień tłuczony lub żwir o różnych wielkościach ziarn z dodatkiem takiej ilości piasku, by piasek wypełniał o ile możności wszystkie miejsca próżne między grubszemi ziarnami kamieni,, nazywamy kruszywem.

10. Woda.

Woda użyta do zaprawy cementowej lub betonowej ma być raczej miękka niż twarda, czysta, wolna od gliny, miału i t. p. Woda bagienna nie nadaje się do użycia. Woda zwykła, nadająca się do picia, może służyć do zaprawy cementowej i betonowej.

11. Zaprawa cementowa.

Sporządzamy ją w ten sposób, że do cementu dodajemy piasku i wody. Mieszamy zazwyczaj w stosunku 1 : 2 lub 1:3. Im więcej piasku, tern zaprawa wolniej tężeje, ma mniejszą siłę wiążącą i łatwiej przepuszcza wodę. Majpierw miesza się cement z piaskiem tak długo aż mieszanina wykaże jednolitą barwę szarą, poczem zwolna dodaje się wody przy równoczesnem mieszaniu w ilości 20—30% objętości piasku i cementu (zazwyczaj 207o).

Zwraca się uwagę, że trzeba zawsze uwzględnić stan wilgotności składników i dodawać odpowiednie ilości wody do zaprawy. Również musi być uwzględniany stan wilgoci kamieni użytych do budowy murów na zaprawie cementowej.

Zaprawa w stosunku 1:3 daje 70% objętości składników mieszaniny.

12. Beton.

Beton jest sztuczną mieszaniną cementu, piasku i kamyków t. j. żwiru rzecznego lub kopanego, lub tłucznia kamiennego z dodatkiem odpowiedniej ilości wody. Mieszanina ta ubita i pozostawiona przez pewien czas w spokoju staje się twardą jak kamień. Cement ma za zadanie otoczyć wszystkie ziarnka piasku i wypełnić znajdujące się w nim wolne miejsca. Utworzona zaś w ten sposób zaprawa z piasku i cementu ma otoczyć cząstki żwiru lub tłucznia i wypełnić w nim wszystkie wolne przestrzenie. Im mniej będzie porów tern beton będzie lepszy, bo tworzywo cementowe będzie dokładniej oblepiać ziarnka kruszywa. Próżne miejsca w żwirze wynoszą zazwyczaj 40% a w tłuczniu 50%. Ilość próżni możemy oznaczyć w następujący sposób: N. p. 8 Itr. żwiru waży 15*1 kg, czyli ciężar objętościowy = 154 :8 = 1 89 kg. Po zalaniu wodą żwir ten będzie ważyć n. p. 18’2 kg., czyli ciężar zwiększył się o 18*2 — 151 = 34 kg. Mamy więc w danym wypadku 34 Itr. próżni czyli 3‘1 : 8 = 0’388%. Zapotrzebowanie piasku wyniesie 38’8 + 10% t. j. 42’7 % grubszych składników, gdyż piasek służy nie tylko do wypełnienia porów ale także i do rozsunięcia tychże, by umożliwić wciśnięcie się spoiwa cementowego.

ftby uzyskać lm³ ubitego betonu potrzeba około l'3m³ luźno przygotowanego piasku i żwiru o ile ziarna tegoż są rozmaitej wielkości. Jeżeli zaś ziarna grubszego składnika są równej wielkości, to ilość luźno przygotowanych składników zwiększa się dol'35 a nawet 1*40 m³.

Jeżeli używamy żwiru, to b'erzemy go dwa razy tyle co piasku, przy użyciu zaś tłucznia bierzemy go półtora razy tyle co piasku. Jeżeli chcemy dokładnie oznaczyć stosunek piasku do żwiru, to szukamy proporcji, przy której mieszanina będzie najgęstsza. Czynimy to w następujący sposób: Mieszamy piasek ze żwirem lub tłuczniem w różnych stosunkach. Z każdej mieszaniny bierzemy n. p. 10 Itr. przyczem mieszaninę t. j. kruszywo należy dobrze utrząsnąć w naczyniu.

10 Itr. waży 1910 kg. 19-80 „ 19-90 „ 19-70 „ 19*40 „

Stosunek piasku do żwiru 1:15 1:1-6 1 : 1-7 1:1-8 1:20

Najwięcej jak widzimy waży mieszanina w stosunku 1 : 1"7 i ten stosunek będzie w danym wypadku dla betonu najlepszy, gdyż mieszanina będzie najgęstsza. Przy budowlach wchodzących w zakres zabudowań górskich potoków jak n p. zaporach, murach oporowych, żłobach, opaskach, progach i t. p. używamy następujących mieszanin:

Przy użyciu żwiru

a przy użyciu tłucznia

<£> ", co    O

n n ^    ^

-vj

IC.

przyczem n. p. proporcja 1:3:6 oznacza jedną miarą objętościową cementu trzy takie same miary piasku i sześć żwiru.

Jak widzimy z powyższego zestawienia zapotrzebowanie cementu i kruszywa jest różne, zależnie od tego czy używamy żwiru czy tłucznia. Przy sporządzaniu kosztorysów trzeba zatem z góry przewidzieć czy do sporządzania betonu będziemy używać żwiru czy tłucznia. Inżynier sporządzający zdjęcia do opracowania projektu musi to dokładnie na miejscu zbadać, jakiego materjału kamiennego będzie mógł użyć przy betonowaniu.

Obliczmy dla stosunku 1:35:7 — ilość potrzebnych składników w litrach na uzyskanie lm³ ubitego betonu.

Na Im³ ubitego betonu potrzeba około !‘3m³ piasku i żwiru o ziarnach różnej wielkości. Przy stosunku 1 : 3 5 : 7 będzie zatem potrzeba:

cementu :

1300

3*5 + 7

= 124 litrów.

piasku :

1300

3-5 + 7

X 3'5 — 434 litrów.

żwiru:

1300

3-5 + 7

X 7 = 868 litrów.

Jeżeli przyjmiemy że 1 litr cementu waży +3 kg., to 124X 1 3 = 16+2 kg, cementu. Jeżeli weźniemy 3'5m³ piasku i 7m³ żwiru to otrzymamy betonu

3-5 + 7

1-3

= 8-07 m³

gdyż na Im³ betonu potrzeba 1*3 m³ piasku i żwiru.

Celem potwierdzenia powyższego obliczenia przeprowadzono na moją prośbę w Laboratorjum Budowlano-drogowem, nalężącem do Katedry Budowy Dróg i Tunelów Politechniki Lwowskiej następujące doświadczenie z betonem ubijanym w stosunku 1 : 3*5 : 7.

Do doświadczenia użyto żwiru, 7—10 m/m, oraz piasku poniżej 1 m/m.

1490

Ciężar objętościowy żwiru wynosił 1567 kg/m „    „    piasku

1-267 kg/Itr.

„    „    cementu

Beton wykonano z 10    Itr.    piasku    =    1+90    kg

Razem: 52873 kg

Z tego ubito i zważono bezpośrednio po zamieszaniu:

1. kostkę 0-2 X 0-2 X 0-2 m = 18*30 kg 0-2 X 0-2 X 0-2 „ = 18-40 „

3. walec 0 0 16 m

=    7-30 „

4.

- 7 35 „

Razem: 51*35 kg = 22"43 Itr.

Jeżeli od 52 873 kg odejmiemy zużyty materjał na próbki = 51 *35 kg to po— zostanie reszta 1 523 kg = 0-704 Itr, czyli 52*873 kg = 22 43 + 0*71tr =23*13 Itr,,

Zapotrzebowanie na 1 m³ betonu wynosi zatem:

cementu: 23*13 : 2 86 = 1000 : X

2860

23*13

= 124-6 Itr. = 157*9 kg

piasku : 23*13:10“ 1000 : X

= 432 2 Itr. — 644'18 kg

10000

2313

żwiru: 23-13:20= 1000 :X

20000

2313

8647 Itr. = 1355*0 kg

wody: 23' 13: 3 = 1000 : X

3000

23-13

= 130 7 Itr. = 1307 kg

Razem : 228778 kg

wykazało minimalne

Jak z powyższego wynika, doświadczenie różnice od zapotrzebowanych ilości podanych w poprzedniem obliczeniu. Ponieważ przy sporządzaniu kosztorysów wiemy zazwyczaj tylko to czy będziemy używać żwiru, czy tłucznia, przeto możemy się spokojnie posługiwać obliczeniem, przyjmując, że na 1 m³ ubitego betonu potrzeba 1*3 względnie 1‘35—1"4 m³ piasku i żwiru wzgl- tłucznia.

Najlepiej będzie, jeżeli podczas pomiarów zaopatrzymy się w próbki piasku i materjału kamiennego, by w czasie wypracowywania projektu można dokładnie oznaczyć zapotrzebowanie cementu i kruszywa.

Jeżelibyśmy mieli np. wybudować zaporę betonową o bryłowatości muru 200 m³ to w stosunku 1 : 3*5 :7, użyjemy

86*8 m³ piasku . 173-6 „ żwiru

161*2 kg cementu . 200 = 32240 kg: 194 (zawartość jednej beczki w kg) = = 166 beczek cementu 434 Itr. piasku . 200 =

868 „ żwiru . 200 =

Ze względu na późniejsze dopiero dokładne oznaczenie wydajności betonu można dla bezpieczeństwa zwiększyć otrzymane wyniki o 1—2°/₀.

Ilość zapotrzebowanego cementu i kruszywa dla uzyskania 1 m3 ubitego betonu, będziemy mogli dokładnie oznaczyć zazwyczaj dopiero w czasie budowy. Sporządzamy sobie skrzynkę, naprzykład o wymiarach 0*5X0-5X05 m t. j. o pojemności 0-125 m³ i ubijamy w niej zarobioną zaprawę betonową. Ze zwykłej proporcji otrzymamy potem dokładnie ilość składników potrzebnych na 1 m⁸ ubitego betonu.

Według dotychczas porobionych doświadczeń możemy zupełnie spokojnie używać przy zabudowaniach stosunków 1:37₂:7, 1:4:8 lub 1:5 : 7 72 a tylko przy budowlach wymagających bardzo wielkiej pewności używać stosunku 1:3:6 względnie 1:4:6. Naprężenia, które przy budowlach tych nie przekraczają nigdy 10 kg/cm² na ściskanie i 1‘2 kg/cm2 na rozciąganie, są dopuszczalne dla pierwszych trzech stosunków a tern samem i dla dwóch dalszych.

I.

IV.

VII

u.

- >-

VIII

•mm

»8

w.

VI.

IX.

Te

1111

(^nrrfrrfwll

Rys. 24.

Rozróżniamy trzy rodzaje zapraw betonowych:

1)    Zaprawę sypką posiadającą tyle wilgotności, że daje się w rękach ugniatać w kulki i pozostawia wilgotny ślad na dłoni. Gżywamy jej przy betonowaniu, które wymaga ubijania.

2)    Zaprawę plastyczną, dającą się tylko słabo ubijać a stosowaną przy konstrukcjach żelazo-betonowych.

3)    Zaprawę płynną, używaną do odlewów lub przy bardzo dużych budowlach (przegrody dolin).

Przy zabudowaniach używamy wyłącznie tylko zaprawy sypkiej.

Mieszanie zaprawy betonowej może się odbywać ręcznie lub mechanicznie. Przy mieszaniu ręcznem (Rys. 24) postępujemy następująco: Mamy n. p. sporządzić beton w stosunku l:3-5:7. Na stole rozsypujemy najpierw odpowiednią ilość piasku, w naszym wypadku n. p. 217 Itr. (patrz str. 45), który rozgarniemy w ten sposób, by tworzył warstwę 10—15 cm. grubą. Następnie odmierzamy 62 Itr. cementu. Cement rozprzestrzeniamy równomiernie na piasku, poczem robotnicy w liczbie 6 usypują stożek w środku stołu. Następnie rozdziela się stożek na dwa mniejsze stożki. Przy tej czynności pracuje 4-ch robotników. Robotnicy 1 i 2 ustawieni są naprzeciw s:ebie i równoczesnym ruchem łopat nabierają mieszaninę i przerzucając ją, tworzą mniejszy stożek. To samo robi równocześnie druga para robotników t. j. 3 i 4. Z obu stożków robi się z powrotem w ten sam sposób jeden duży stożek, poczem mieszaninę rozpłaszcza się na stole.

Podczas czynności przedstawionych w Rys. 24, fig. IV—V111 robotnicy oznaczeni liczbą 5 i 6 zajmują się przygotowaniem żwiru i wody. Po wykonaniu opisanych przesypywań uzyskamy jednolitą mieszaninę cementu i piasku o jednostajnej szarej barwie. Czynność mieszania piasku z cementem winna się odbywać nie za wcześnie lecz bezpośrednio przed dalszem przyrządzaniem i ubijaniem betonu, gdyż ewentualna wilgotność piasku lub powietrza może spowodować stwardnienie cementu.

Następnie na rozpostarty piasek z cementem rozsypujemy warstwę żwiru, spłukanego bezpośrednio przedtem obficie wodą, a następnie dolewamy wolno oznaczoną ilość wody przy równoczesnem mieszaniu prowa-dzonem jak poprzednio. Wodę wylewa się z konwi zaopatrzonych sitami. Przewidziane powyżej czynności zmuszają automatycznie robotnika do bardzo dokładnego wymieszania betonu.

Na jedno zamieszanie nie powinno się zazwyczaj brać więcej luźnych składników, niż tyle, ile potrzeba do uzyskania 0 5 m³ betonu. Odmierzanie potrzebnych ilości cementu, piasku i żwiru względnie tłucznia odbywa się przez napełnianie skrzynek o odpowiednich wymiarach. W razie konieczności możemy mieszać odrazu nawet tyle luźnych materjałów, ile potrzeba do uzyskania 0 7 m³ gotowego ubitego betonu. Trzeba jednak używać do tej czynności silnych i zaprawionych robotników. Przy budowie kilku większych zapór betonowych, gdzie zapotrzebowanie betonu było znaczniejsze, prowadziłem w wyżej wymieniony sposób mieszanie betonu, mieszając odrazu ilość składników potrzebną do uzyskania 0 7 ma ubitego betonu a uzyskany beton wykazywał tak po kilku miesiącach jak i po 25 latach jak najlepszą jakość.

Mieszanie mechaniczne znajduje przy zabudowaniach potoków mało zastosowania. Sprowadzanie ciężkich stosunkowo betoniarek w niedostępne miejsca budowy natrafiałoby na duże trudności. Tam jednak, gdzie doprowadzenie tychże na miejsce budowy jest możliwe, należy je jak najgoręcej polecić. Mieszanie betonu w betoniarkach odbywa się przez swobodne opadanie materjału wewnątrz bębna, lub też przez mieszanie materjału w naczyniu przez ruch łopatek poruszanych siłą mechaniczną. Napełnienie bębna, który wykonuje 10—20 obrotów na jedną minutę, wynosi 1/3 jego pojemności. Mieszanie trwa 1 — 2 minuty. Najpierw miesza się kru szywo i cement, poczerń po 2—3 obrotach dodaje się wody (Ryc. 25). Najnowsze doświadczenia stwierdziły, że można wodę wprowadzać do bębna równocześnie albo nawet przed kruszywem. Zyskujemy przez to na czasie i chronimy bęben przed tworzeniem się trudnej do usunięcia skorupy cementowej, pomniejszającej wydajność mieszarki, przyczem beton nie traci na swej wytrzymałości*).

Wody dodajemy do zaprawy betonowej sypkiej około 6% wagi suchych składników, przyczem do zaprawy, którą mamy użyć do fundamentów, damy stosunkowo mniej wody niż do zaprawy, która jest przeznaczona

••

mm.

'•i

Na

'.f*. m.

K?

i.

Ryc. 25.

do użycia nad ziemią. Ilość dodanej wody zależną jest również od wilgotności powietrza i pojedynczych składników zaprawy. Do zaprawy betonowej plastycznej dodajemy o 50% więcej wody od poprzedniej ilości. Zaprawą należy użyć zaraz po wymieszaniu z wodą. Zaprawę betonową, nieużytą w porze suchej i ciepłej przez jedną godzinę a przez dwie godziny w porze wilgotnej, należy wycofać z budowy.

Przy zabudowaniach używamy wyłącznie zaprawy sypkiej.

Poniżej podaję przykład obliczenia ilości wody dla stosunku 161’2kg. cementu czyli 124 Itr., 434 Itr. piasku i 868 Itr. żwiru:

161-2 kg. 651‘0 kg. 1388*8 kg.

124 Itr. X 1*3 kg. .

434 kg. X 1500 kg.

868 kg. X 1600 kg.

Sa: 2201-0 kg.

czyli 2201 X 0*06 (średnio) = 132*06 Itr. wody.

*) Czasopismo techniczne 1/1934. Prof. Dr. Jan Łopuszański. Mechaniczne przygotowanie zaczynu betonowego.

50

Czy ilość wody jest odpowiednio dobraną, możemy jeszcze łatwo stwierdzić zapomocą t. zw. próby opadnięcia. Do przeprowadzenia tej próby potrzebne jest naczynie sporządzone z grubej blachy o wymiarach podanych w rys. 26. i 27.

Naczynie stawiamy na desce i wrzucamy do niego dobrze wymieszaną zaprawę. Naczynie wypełniamy trzema warstwami a każdą warstwę

ubijamy 10 ma uderzeniami drążka, poczem podnosimy naczynie do góry a stożek zależnie od ilości zawartej wody opadnie mniej lub więcej. Po upływie 2 minut mierzymy wysokość stożka. Opadnięcie stożka, który w naczyniu mierzył 300 mm. wysokości, powinno się wahać przy betonie używanym do budowy zapór i t. p. budowli od 40 — 60 mm.

Ubijanie betonu odbywa się w warstwach 10—15 cm. zapomocą tłuczków żelaznych lub drewnianych o wadze 10—17 kg. i trwa tak długo, aż na ubijanej powierzchni ukaże się woda, co świadczy o dostatecznem zgęszczeniu zaprawy. Nie należy ubijać gwałtownie, lecz wystarcza unosić tłuczki do góry i upuszczać z rąk. Szczególnie należy bardzo dokładnie ubijać beton na krawędziach. Nową warstwę należy nakładać na świeżą warstwę poprzednią i o ile możności nie robić dłuższych przerw między temi czynnościami. Jeżeli konieczną jest przerwa w betonowaniu, to warstwę poprzednią należy rozdrapać stalowemi miotłami lub szczotkami. Jeżeli przerwa jest dłuższą, to powierzchnię trzeba wzruszyć dziobakami, oczyścić, zmyć dobrze wodą i zalać cementem zmieszanym z wodą, poczem dopiero na nowo betonować.

Świeży beton należy zabezpieczyć przed gorącem i zimnem. Wystawiony na działanie słońca, zwłaszcza w czasie upałów i na wiatry, traci szybko wodę przez wyparowanie i wysycha zanim stwardnieje. Staje się on przez to nieszczelnym i mniej wytrzymałym. W tych wypadkach należy beton przez szereg dni zlewać obficie wodą i jak najdłużej pozos-

umS

wjy

®'T

■Ul wog;

U...i.

'rW

300 —

U-/-7300 -VÎ

•.25 mm.

i.......

Rys. 26.

Rys. 27.

- OK

■ 600mm:

•tawic w deskowaniu. Jeżeli temperatura spadnie poniżej 0°, należy przerwać budowę. Przy temperaturze 0n—+4° należy świeży beton chronić przed przymrozkami, okrywając go na noc kocami lub słomą.

Zaprawę betonową należy sypać z niewielkiej wysokości. Jako ostateczną granicę pod tym względem przyjęto wysokość 3 m. Przy większych bowiem wysokościach kamyki jako cięższe oddzielają się i powodują rozmieszanie materjału, a jak wiadomo, ścisłe wymieszanie poszczególnych składników zaprawy jest nieodzowne dla uzyskania dobrego betonu.

Po zdjęciu deskowania, które nie powinno wcześniej nastąpić jak po czterech tygodniach, trzeba betonowi nadać estetyczny wygląd. Robi się to najlepiej przez zgroszkowanie danej powierzchni przy użyciu odpowiednich młotków. Wyprawianie ścian zaprawą cementową jest ryzykowne. Zaprawa cementowa, zawierająca więcej cementu jak beton, kurczy się silniej jak ten ostatni, czego następstwem jest pękanie, odpadanie lub odstawanie wyprawy.

13. Budowle ze skrzyń siatkowych wypełnionych kamieniami. (Rys. 28).

Skrzynie takie nadają się do budowy zapór, progów, opasek a wreszcie poprzeczek. Budowle siatkowe zapewniają wiele korzyści. Przedew-szystkiem posiadają bardzo znaczny ciężar, lm³ skrzyni wypełnionej kamieniami waży od 1800—2000 kg.

Mimo wielkiego ciężaru skrzynie nie tworzą budowli sztywnych, lecz są elastyczne jak budowle faszynowe, która to okoliczność posiada przy budowlach wodnych bardzo wielkie znaczenie. W razie podmycia budowla taka nie rozpada się jak n p. budowla kamienna, lecz tylko obniża się nie tracąc wzajemnej łączności. Obniżona n. p. opaska wskutek podmycia, może być z łatwością uzupełnioną do pożądanej wysokości przez dołączenie nowych siatek wypełnionych kamieniami.

Jako dalsze korzyści budowli siatkowych należy wymienić szybkość budowy i niezależność od pory roku, zużycie na miejscu materjału kamiennego z wykopów a wreszcie niezależność od dostawców używanych dotychczas materjałów budowlanych jak kamieni i faszyn.

Skrzynie sporządzają wytwórnie drutu według zapodanych wymiarów z drutu podwójnie pocynkowanego. Siatki o oczkach sześciobocznych wykonuje się z drutu <2>3‘8—4*2 mm a obramowanie siatek z drutu 04'6—5‘6. Wymiary oczek zależne są od wielkości kamieni, któremi mamy wypełniać skrzynie. Często używane są siatki o oczkach 60 na 80 mm. Drut potrzebny -do zaszycia skrzyni wynosi około 8% ciężaru próżnej skrzyni. Przebieg

zmontowania skrzyni przedstawia sie następująco: Skrzynie ustawia się dnem na ziemi, podnosi sie boczne ściany i zaszywa drutem, poczem wypełnia sie kamieniami, które układa sie w ten sposób, by jak najmniej, było próżnych miejsc. Przy ścianach skrzyni układa sie grubsze kamienie

Łączenie skrzyń w budowę'

Skrzyni* z si ai ki drucianej * rozsplaszczonemi ścianami bocz nem!

Y~J

finyciąganie sOtan skr/ynt

r,

Pro sio pad le uslawiarue zapomocą drążka

sobn skrzy*' żelaznego.

Skrzynia 2 siilki drucianej, zlot oni

WąUc Z sial ki drucianej/

VSSBSSSm

LĄęzeme zapomocą drulu ścian sklpjmi.

Slęzeme ścian sk Zapomocą poprzecznych

rzyn

druid*

Walec z slaiki drucianej.

.Szczegół łączenia drulu ze scianam.

Rys. 28.

a w środku drobniejsze. Po wypełnieniu przyszywa sie wieko drutem i łączy z następną skrzynią.

Koszt jednego m³ skrzyni wypełnionej kamieniami wynosi około 18 zł_ Rys: 28 objaśniają dostatecznie budowle siatkowe.

ROZDZIAŁ V.

Obliczenia hydrotechniczne wchodzące w zaKres Zabudowań górsKich potoKów.

Przedewszystkiem chodzi nam tu o oznaczenie objętości odpływu w. w. Trafne oznaczenie tejże w potokach o małych zlewniach jest niejednokrotnie bardzo utrudnione. Brak nam bowiem tutaj najczęściej wodo-

wskazów, brak pomiarów hydrometrycznych, w ogólności brak wszelkich danych do oznaczenia objętości odpływu. Projekt natomiast na zabudowanie danego potoku musi być niejednokrotnie zaraz opracowany, przeprowadzenie zaś odpowiednich badań wymagałoby nietylko dłuższego czasu, lecz także i nakładu znacznych kosztów.

Sprawa trafnego oznaczenia objętości odpływu w. w. jest bardzo ważną, gdyż od tego zależą wymiary projektowanych budowli. Za szczupłe przyjęcie objętości w. w. naraża budowle na zniszczenie, za duże natomiast zwiększa niepotrzebnie koszta zabudowania.

Oznaczenie objętości płynącej wody możemy uskutecznić zapomocą pomiarów bezpośrednich, pośrednich, następnie na podstawie wielkości i znamion dorzecza, oraz wysokości opadów atmosferycznych, a wreszcie przyjmując objętość odpływu z 1 km²/sek. na podstawie dat «doświadczalnych.

Przy pomiarach bezpośrednich mierzymy wprost prędkość wody zapomocą pływaka lub młynka hydrometrycznego, a objętość wody, przepływającej w jednej sekundzie przez badany przekrój oznaczamy ze wzoru Q = f. v, gdzie f oznacza nam powierzchnię przepływu w m², a v średnią «chyżość w metrach na sekundę.

“•’l D

a\>

Możliwość wykonania bezpośrednich pomiarów chyżości wody należy w górskich potokach do rzadkich wypadków, gdyż trzebaby się znaleść nad potokiem w czasie krótko trwającej kulminacji wezbrania a następnie i wykonanie samego pomiaru przy zazwyczaj bardzo znacznych chyżościach napotykałoby na duże trudności i byłoby niejednokrotnie połączone z narażeniem życia. Również trzebaby nieraz i parę lat wyczekiwać na wielką wodę, co jak wyżej wspomniano jest przy opracowaniu projektu najczęściej niemożliwem. Dlatego też oznaczamy zazwyczaj objętość w. wody .zapomocą metod pomiarów pośrednich, przyczem wypośrodkowanie obję tości w. wody następuje na podstawie zdjęcia przekroju poprzecznego, w którym znany jest nam najwyższy stan wody i zaniwelowania spadku zwierciadła wody.

Chyżość oznaczamy tu na podstawie wzorów empirycznych, wyrażających związek między spadkiem jednostkowym „1“ oraz promieniem hydraulicznym „R“, przyczem zauważa się, że dla przekrojów płaskich i płytkich wprowadzamy zamiast „R“ średnią głębokość „t“, równą ilorazowi z powierzchni przekroju i szerokości zwierciadła wody. Przy pośrednim oznaczeniu chyżości „v“ posługujemy się jeszcze często starszym wzorem

Chezy, v == cVrI w którym c tzw. spółczynnik szorstkości, zależny jest od materjału z jakiego łożysko jest zbudowane. Na obliczenie spółczynnika c mamy szereg wzorów jak np. Ganguillet-Kuttera, Bazina, Kuttera i t. d. O ile wzory te nadają się do obliczenia przepływu w łożyskach kanało wych, o tyle dla łożysk naturalnych użycie tychże jest mniej odpowiednie,, gdyż trafne obranie spółczynnika szorstkości jest trudne i wymaga dużej wprawy. Dlatego też autorzy nowszych wzorów dla obliczenia v w łożyskach naturalnych, n. p. prof. Matakiewicz, opuszczają spółczynnik szorstkości, wychodząc z założenia, że szorstkość łożyska potoku zależy od materjału z którego jest zbudowane a ponieważ rodzaj materjału zależny jest od spadku łożyska, przeto da się wyrazić w funkcji spadku.

Chcąc oznaczyć objętość w. wody zapomocą pośredniego pomiaru chyżości, wyszukujemy zwarte przekroje, które w czasie wezbrań nie ulegają zmianom. Zazwyczaj wyszukujemy ich kilka w badanym potoku* O ile wezbranie miało miejsce niedawno, to możemy sami znaleść ślady, jak wysoko sięgała w. woda. Woda opadając zostawia na brzegach ślady w postaci osadzania namułu, igliwia drzew lub drobnych gałązek. Często jednak nie znajdujemy żadnych śladów i musimy zadowolić się wskazówkami miejscowej ludności. Im ściany przekroju są więcej jednostajne t. j. nie wykazują charakterystycznych załomów terenu, tern spostrzeżenia miejscowej ludności co do wysokości w. wody będą mniej pewne. Dlatego ter najlepiej dobierać takie zwarte przekroje, w których ściany wykazują cha-rykterystyczne załomy jak n. p. droga, ścieżka, i tp. Wtenczas łatwiej sprawdzić pewność podawanej wysokości w. wody, stawiając np. pytanier czy woda sięgała do drogi czy też ją zalała i jak wysoko. W każdym razie trafne ocenienie prawdziwości zapodanych dat wymaga już pewnej

wprawy.

Należy tu zauważyć, że wiele przekrojów nie nadaje się do tego celu, gdyż po wezbraniach posiadają one inny kształt niż ten, jaki miały w czasie kulminacji wezbrania a więc w tym czasie, kiedy woda zaznaczyła swój najwyższy stan. Pochód bowiem rumowiska osiąga zazwyczaj swoje maksimum już po kulminacji wezbrania, a ponieważ w czasie opadania wezbrania zmniejsza się i siła unoszenia wody, przeto woda osadza unoszone rumowisko a przekroje zmieniają swój kształt i nie nadają się do obliczenia odpływu. Również i przekroje powyżej mostów lub przepustów są zawsze wątpliwe. W czasie bowiem wezbrania mogło nastąpić choćby tylko chwilowe zmniejszenie się światła tychże przez zatrzymanie się unoszonych przez wodę przedmiotów, które powodują utrudnienie odpływu i podniesienie się powyżej zwierciadła w. wody. Woda pozostawia więc ślady, które nie odpowiadają w danym przekroju śladom kulminacji wezbrania*

Skorośmy już obrali odpowiedni przekrój, wykonujemy zdjęcie tegoż sondując zapomocą łaty niweiacyjnej poszczególne załomy w przekroju, poczem rysujemy przekrój na papierze milimetrowym, zaznaczamy zwierciadło w. wody i obliczamy powierzchnię zwilżoną oraz obwód zwilżony. Mastępnie musimy poznać lokalny spadek zwierciadła w. wody. Prawie zawsze musimy się zadowolić zniwelowaniem dna łożyska, które przynajmniej na krótkiej przestrzeni powinno wykazywać linję prostą oraz jednostajny spadek i na tę okoliczność musimy przy wyszukiwaniu przekroi

9 m.

SkaFa. 9.4*    4

my

Rys. 29.

zwrócić baczną uwagę. Również i przekroje na niwelowanej przestrzeni powinny być podobne do siebie. Tylko bowiem na takich przestrzeniach możemy w przybliżeniu uważać ruch wody za jednostajny.

Przypuśćmy, że w podanym na (Rys. 29) przekroju sięgała w. woda do wysokości oznaczonej linją m — n. Miwelację przeprowadzimy na przestrzeni około 20 m. poniżej i około 30 m. powyżej badanego przekroju. Przypuśćmy, że na długości 47 m. zaniwelowanego dna łożyska otrzyma-

= 0-012

0*564

liśmy różnicę wysokości końcowych punktów 0-564 m. to 1 =    —

Powierzchnia przekroju zwilżonego f = 14'41 m2 Obwód zwilżony o = 13"47 m

Szerokość zwierciadła wody B = 13 3

1441

Promień hydrauliczny R =

m- ; o

13 47

1-07

f __ 14-41 B — 13*30

Spadek jednostkowy 1 = 0 012 Obliczymy średnią chyżość v przy pomocy kilku wzorów.

Tablice spółczynników szorstkości umieszczono na końcu obliczenła..

87

y = 15 (koryta z rumowiskiem)

Średnia głębokość t =

= 1 08

1) Bazin v = c ]/Rl c

2) Hermanek v = c j/tl

(szerokość koryta B /> 10 t) dla t < 1-5 c = 30-7 )/ t = 30-7 ]/VÖ8 = 32V

v = 32-0 1/1-08 . 0-012 = 3-64 m/sek.

3) Matakiewicz v = 35'4 . T⁰⁻⁷ .1 m

za m przyjęto 0*510/)

log 354    .

0-7 log 1*08 = 003342.07    .

1-54900 0-02339

4-

0-510 log 0-012 — (0 07918 — 2) 0 510    0-02038 — 1

0-59277

N. log 0-59277 = 3 915 v = 3"915 m/sek.

4) Strick 1er v — k . R2/3 . I1/2, k

87

1 -f-

1-5

- = 35-5

1/1*07

v = 35 5 1/1-J7.0-012 = 4-022 m/sek.

35 (gruby żwir) log    35 + ²/,    log    1*07 +    Va    log 0*012

log 35    =    1-54407

²/3    log 1-07    =    0-019586

ł/₂    log 0-012    ==    0-03959    —    1

1-603146 — 1 N. log 0 60315 = 4*01 v = 4"01 m/sek.

Jeżeli przyjmiemy v obliczone według Hermanka — 3‘64 m/sek., to badanym przekrojem przepłynie 1441 X 3'64 = 52"45 m³ sek.

Chcąc teraz oznaczyć sekundowy odpływ z 1 km² zlewni, musimy obliczyć powierzchnię zlewni a iloraz z objętości w. wody i powierzchni zlewni da nam sekundowy odpływ z 1 km². Do oznaczenia powierzchni zlewni używamy dawniejszych map wojskowych w skali 1:75000 lub najnowszych w skali 1:100000, na których zlewnie potoków dają się z dostateczną dokładnością wypośrodkować. Najlepiej nadawałyby się do tego celu mapy wojskowe w skali 1:25000 — z powodu jednak trudności otrzymania tychże, mało je używamy.

*) Przekrój ma charakter kanału ziemnego i dlatego przyjęto m. = 0"510.

— bl —

Tablica 1.

Wzór Kuttera :

V = c \/R\t Q =

100 . j/R

|/R +ô

Przekrój

Rodzaj łożyska

Półkołowy

Prostokątny

Trapezowy

1.    Najgładsza wyprawa cementowa    .

2.    Bardzo gładka wyprawa cementowa, bardzo starannie heblowane deski

3.    Dobrze spojone, gładkie deski

4.    Zwykłe deski, mur z ciosów lub z gładkich

cegieł......

5.    Zwyczajny mur ceglany, ściany dylowe

6.    Zwykły mur z wystającemi kamieniami

7.    Mur z kamienia łamanego, dno nieco na-

mulone    .......

8.    Gorszy mur z kamienia łamanego, z dnem

zamulonem    .

9.    Stary mur, bez mchów i porostów, z dnem zamulonem .....

10.    W gruncie skalistym, dno poniżej 1,50 m szerokości, nieco roślin wodnych .

11.    Kanał regularny ziemny, starannie wykonany, bez roślin .    .    .

12.    Ziemny, z dnem namulistem lub skalistem,

nieco roślin, dno szersze niż 2,0 m, potoki i rzeki........

13.    Źle utrzymany mur suchy lub kanał ziemny

pokryty mchem i roślinami, z dnem do 1,4 m szerokości......

0,12

0,15

0,20

0,25

0,35

0,45

0,55

0,75

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

- 58 —

Tablica 2.

Wzór Bazina :

V = c j/RI, c

87

l/R

Rodzaj łożyska

1.    Drzewo heblowane lub wyprawa cementowa

2.    Drzewo nieheblowane, mur z ciosów .

3.    Mur z kamienia łamanego

4.    Kanał ziemny ze skarpami brukowanemi

5.    Kanał ziemny starannie utrzymany

6.    Koryta rzeczne z rumowiskiem.....

0,06

0,16

0,46

0,85

1,30

1,75

Tablica 3.

Wzór Matakiewicza ;

V - 35,4 \m . t⁰-⁷

Rodzaj łożyska

Wartość

stała

Równanie ogólne na

1.    Rzeki

2.    Kanały ziemne regularne i czyste

3.    Kanały ziemne zaniedbane

4.    Kanały wyłożone bardzo szorstkim brukiem z kamienia łamanego, stare żłoby górskich potoków

5.    Kanały o dnie żwirowem i skarpach z betonu lub bruku

Kanały betonowe uszkodzone Sztolnie niewymurowane

6.    Kanały betonowe otwarte .

Kanały betonowe gładko brukowane

7.    Kanały o gładkiem dnie betonowem i gładkich murach bocznych

8.    Kanały betonowe lub gładko brukowane, pokryte namułem

9.    Najgładsze koryta próbne Bazina, czysty cement, heblowane drzewo

0,483

0,505-0,515

0,460

0,440

0,420

0,405

0,493 4- 101

0,493 - 2 I

0,442 - 91

0,422-141

0,347-131

Wzór Strickler’a :

Tablica 4.

V - k. R 3" 12

M a te rj ał

5.    Żwir średni około 20/40/60    ......

6.    Drobny żwir około 10/20/30    .....

7.    Drobny żwir z dużą ilością piasku

8.    Surowy mur z kamienia łamanego

9.    Dobrze wykonany mur z kamienia łamanego

10.    Niewyprawiony beton wykonany jednak w dobrem deskowaniu

11.    Kwadry przyciosane

15-20

20-28

25-30

35

40

45

50

60

80

Tablica 5.

Wzór Hermanka :

V = c . J/Tl

gdy B< 10 t, V — c’ . ]/TÏ, c’=c.(l -0,254)

>.

Koryta naturalne (rzeki)

B> 10 t (B = szerokość

dla t /> 6,0 m

dla 1,5 < t < 6,0 m

dla t < 1,5 m

c = 50,2 + T c — 34 c = 30,7 J/T

Pozostają nam jeszcze metody najmniej dokładne, zapomocą których

ch' jn h F, należy stosować dla zlewni większych jak 300

oznaczamy objętość odpływu na podstawie wielkości i znamion dorzecza oraz warstwy opadów. Używane powszechnie na terenie Polski a zwłaszcza na terenie Małopolski wzory Iszkowskiego służące do obliczenia absolutnie najwyższego odpływu nie mogą tu znaleść zastosowania, gdyż wzór Iszkowskiego Q

‘km². Z licznych innych wzorów daje nam najprawdopodobniejsze wyniki wzór Ministerstwa robót publicznych Q — F . a . ß m³/sek , przyczem F oznacza nam powierzchnię zlewni' w km², a i ß spółczynniki podane poniżej.

wartość spółczyn. ß

Wartość spółczynnika a

Długość

zlewni

teren zlewni

górzysty

pagórków płaski

stopień

zalesienia

5-5

1 km

5‘8

46

2-9

1-0

4-8

3-8

24

0-9

40

32

20

0*8

10 „

5-0

24

15

2-0

1-6

10

7t '

0-7

20 „

1‘4

07

0-6

25 „

1-0

0'8

0'5

Mamy np. potok o długości zlewni 10 km. w terenie górzystym w połowie zalesionym Powierzchnia zlewni wynosi 35 km².

Q = 35 . 3 . 0'8 m³/sek. = 84 m³/sek.

Odpływ z 1 km² będzie wynosił 84 : 35 = 2*4 m⁸/sek.

Stosowanie tego wzoru natrafia też na pewne trudności, gdyż niejednokrotnie brak nam danych na podstawie których możemy oznaczyć, jaka powierzchnia w danej zlewni jest zalesiona. Najczęściej posługujemy się w takich wypadkach mapami wojskowemi w skali 1 :200000, w których powierzchnie pokryte lasami są naznaczone zielonym kolorem.

W końcu, jak to już na wstępie zaznaczono, możemy przyjąć objętość odpływu z 1 km² na podstawie dat doświadczalnych.

Inż. Deuerling podaje w czasopiśmie Deutsche Wasserwirtschaft z roku 1928 następujące objętości odpływu uzyskane według doświadczeń bawarskich :

61

Wielkość zlewni 1 km²

odpływ w m³/sek z 1 km2 10 m³/sek

odpływ w m³/sek z 1 kmfc w zlewniach potoków podkarpackich 7 m³/sek.

Ul w w

IV W A O¹, oo u

5*4

10 „

20 „

30 „

40 „

50 „

60 „

70 „

80 .

90 .

100 „

Dla porównania podaję po prawej stronie daty używane przy projektowaniu zabudowań potoków karpackich. Daty te, zebrane na podstawie długoletnich obserwacyj, różnią się nieco od doświadczeń bawarskich, według których otrzymujemy dla małych zlewni większe a dla większych stosunkowo mniejsze objętości odpływu z 1 km²/sek. Tłumaczyć to możemy tern, że potoki bawarskie o małych zlewniach posiadają w przeciwieństwie do naszych potoków karpackich, wykazujących podłużne zlewnie, przeważnie kształt wachlarzowaty oraz wysokie skaliste góry, natomiast zlewnie większych potoków, położone już na przedgórzach bawarskich są lepiej zalesione niż zlewnie podobnych potoków w naszym kraju.

Z powyższemi odpływami nie często się spotykamy, gdyż daty te podają nam odpływy przy najw. w. wodach. Mimo to należy jednak przy sporządzaniu projektów zabudowań przyjmować podane odpływy, gdyż zawsze musimy się liczyć nie tylko z wystąpieniem nawj. w. w. lecz także i z ewentualnem zmniejszeniem przekroju zregulowanego potoku, spowo-dowanem przez osadzanie rumowiska.

Powyżej podane daty powinny być jednak zawsze uważane tylko jako daty orjentacyjne.

Należy tu jeszcze zauważyć, że ze zmniejszeniem się powierzchni zlewni wzrasta i objętość odpływu w. wody. Im mniejsza zlewnia, tern większy będzie odpływ wody z 1 km² w czasie jednej sekundy. Zjawisko to tłumaczy się nierównomiernem natężeniem opadów deszczowych na większych przestrzeniach, których przeciętne natężenie zmniejsza się ze

O Ul

32

27

23

2-0

1-8

1 65

1-5

1*4

13

1-3

zwiększającą się powierzchnią zlewni oraz ze zwiększającym się czasem trwania opadów.

Poniżej przytoczę kiika przykładów obliczenia łożysk kanałowych dla przeprowadzenia objętości podanej w. wody.

7-3

■A”

'y

40

7i

X-

Rys. 30.

1. Żłób wykonany z dobrze obrobionych kamieni łamanych — wały ziemne darniowane (Rys. 30). Objętość wody, którą mamy przeprowadzić wy,.osi 32,43 m^sek.

1 = 0,0079.

f,=

p³

2 sp

7-3 + 40

1 ³ 8

+ y = 2,78 m2 X 1*1= 6*22 m!

ft + f₂

fl + f₂ = 2*78 + 6-22 =9‘00 m2 = 9‘00 : 9’0Ó = 1-00

Q = f X v v = c]/RI

87

0-88

1-00X00079

Bazin — y przyjętoj średnio z kat. 3 i 5).

]/roo

v = 4'll m sek.

Q = f X v = 9-00 X 4-1 1 = 36'99 m³/sek.

Z powyższego obliczenia widzimy, że badany przekrój ujmie żądaną objętość w. wody z pewnym nadmiarem.

2. Obliczyć śr. chyżość w przekroju z kamienia łamanego (Rys. 31).

f = 8 0 m², 0 = 7-6 m, R = ÿ = v = c]/RI c = (według Bazina) =

f 8-0

++ = 1-05

76

87

°'⁴L I

y — 0,46 (kat. 3) 1-05X001 =6-15 m sek.

1/1-05

3. Zbadać, czy przekrojem (Rys. 32) można przeprowadzić 110 m3 wody na 1 sekundę. Przekrój ma być zastosowany przy regulacji potoku na w. wodę. Dno regulacji będzie zabezpieczone progami drewnianemi 0*2 m wysokiemi, brzegi kiszkami faszynowemi, a wały wydarniowane względnie obsiane, 1 = 0*01.

60

CM

⁰ K-’W

Rys. 31.

co

4 0-—    -----46—

A-

*---40-----30-

ù/

,-3

—4-0-----;

Rys. 32.

Obliczenie części, 2) na dwie części, powierzchni przekroju.

przeprowadzimy dzieląc powierzchnię przekroju 1) na trzy a wreszcie 3) przy uwzględnieniu odrazu całe ,

0₂ +0₂ = 8 m 0₃ + 0₃ = 6*7 m

m² fjj + f₂ = 12 m² f₃ + f₃ = 4 5 m2 =513 m

Ri =

fi _ 8-96 0l 5* 13

1 75 R₂

ł-f*

12

0₂ + 0₂ 8

1-5 R₃ =

f₃ + fs 4-5

0₃ +0₃ 61

0-67

c Vr\

Dla obliczenia spółczynnika c użyjemy wzoru Kuttera c = Za ô przyjmujemy = 15.

103 l/R

Ô + Vr

Rd 1). Vl-

100 y 175

1*5 + ]/ 1-75

1*75 X 0 01 =6 2 m/sek

Q = f j X Vl = 8*96 X 6-2 = 55 55 m ³/sek.

v₂ =

100 1/1-50 150+ V 1 50

1-50X0-01 =5-50 m/sek.

Q₂ = f₂ X v₂ == 12 X 5'50 m/sek. = 66*00 m³sek.

v₃

100 j/0-67

1-5+1/0-67

i/

0-67X0-01 = 2-89 m/sek.

Q₃ = f₃Xv₃ = 45X2-89 = 13*0 m³/sek.

Qx+ Q₂ + Q₃ = 55-55+ 66 0-f 13*0 =134*55 m³/sek,

Rd 2).    XVl = 8*96X6*2 = 55-55 m³.

f’₂ = f₂ + f₃ = 12 + 4"5 = 16"5 m~.

0’₂ = 0₂ + 0₃ = 8 0 + 6 7 = 1470 m.

16-50 14 70

100 1/T 12 i '5+ y ï+2

Q’₂ = f»₂ x v’₂ = 16-5 X 438 = 72-27 m³/sek.

Q₁ + Q’₂ = 55-55 + 72-27 = 127'87 m³/sek.

Rd 3). f’s = f₁ +f₂ +f₃ = 8-96 + 12-0 + 4*50 = 25*46 m².

0’₃ = 0₄ +0₂ + 0₃ = 5-13+ 8 00+67*0= 19-83 m.

25-46 19-83

R’* =

v’₂

= 1*12 m.

1*12 X 0-01 =4-38 m/sek.

= 1-28.

100 y 1 28

1-5+1/T28 Q’₃ = 25-46X 4-86 = 123-73 m²/sek.

1-28X0 01 =4-86 m/sek.

Z powyższych obliczeń widzimy, że badanym przekrojem będziemy mogli nietylko przeprowadzić 110 m³ wody—lecz pozostanie nam jeszcze pewna rezerwa.

Zaznaczam jednak, że ze wzglądu na możliwość późniejszego namu-lania wzglądnie nadmiernego zadarniania łożysk kanałowych, należy przy obliczeniach chyżości wprowadzać nieco niekorzystniejsze spółczynniki szorstkości niż te, jakieby odpowiadały szorstkości łożyska kanału bezpośrednio po jego wybudowaniu.

Obliczenie wymiarów gardła zapory.

Ze wzglądu na to, że dno gardła znajduje sią zawsze powyżej zwierciadła małej wody, przeto objętość przepływu w m³,sek. możemy obliczać jak u jazów przelewowych. Ponieważ dno potoku zestopniowujemy zapomocą zapór do poziomu lub też przyjmujemy miądzy temi zaporami minimalny spadek, to chyżość wody powyżej zapory bądzie bardzo mała i dlatego też możemy tu użyć do obliczenia przepływu wzoru uproszczonego: Q = ² 3/i . b . ]/2g . h³ 2.

0‘63 — 0'68 czyli ²/?ju

0-45.

We wzorze tym oznacza Q objątość przepływu w m³₍sek, /i spół-czynnik praktyczny, b szerokość przelewu, h grubość przelewu, g przyspieszenie ciężkości = 9'81 Wartość spółczynnika /u przy płaskiej koronie przelewu i ostro ściętych krawądziach możemy przyjąć według nowszych badań

Za używaniem tego wzoru przemawia jeszcze i ta okoliczność, że zawsze musimy sią liczyć z ewentualnem zmniejszeniem przekroju gardła a to wskutek osadzania w czasie wezbrań dużych kamieni. Grubość przelewu przyjmujemy najwyżej 1*5 m a to z tego powodu, by nie koncentrować zanadto wody i nie narażać bruku zapory na zbyt silne uderzenia spadającej wody.

Przy dawniejszych obliczeniach objątości przepływu przyjmowano zazwyczaj znaczne chyżości wody powyżej zapór i stąd uzyskiwano stosunkowo niewielkie przekroje gardeł zapór. Im mniejsze wymiary przekroju gardła, tern mniejszy bruk a zatem i mniejsze koszta budowy.

W czasie wezbrań w r. 1927 okazało sią jednak, że wymiary gardeł zapór były w pewnych wypadkach niewystarczające.

W razie przyjęcia między zaporami znaczniejszego spadku, musimy uwzględnić i chyżość wody powyżej zapory i zastosować wzór

Q = ²/ ₃ /< b . ] 2 g (h + k) ³/₂

v²

gdzie k = a v ² 9

przyczem f oznacza wielkość przekroju, który zajmuje spiętrzona woda powyżej zapory.

Obliczenie chyżości powyżej zapory będzie jednak prawie zawsze

AJJTxÀÀft

bardzo problematyczne a to ze względu na ustawiczne zmiany przekrojów w czasie wezbrań, spowodowane podnoszeniem względnie osadzaniem rumowiska poza zaporami

Mamy np. obliczyć wymiary gardła zapory, które ma ująć 21-6m³/sek. Obliczymy szerokość tegoż, przyjmując h = 1 5 m.

Q == ²) 3 ß. b . j/2 g h

21 '6

²/₃ H V 2 g . h ³/₂ — 0-45.4*43.1 -5 ³'₈

log b = log 21*6 — log 0'45 — log 4‘43 -log 21-6 = 1-33445 0 563745

0770705

3/

log 1-5 log 0’45 = 0-65321 — 1 log 4-43 = 0-64640 log 1-05 =0-264135

-f

/■ćf,

1-563745 — 1 = 0563745

N log 0 770705 b = 5"898 m.

Gdybyśmy przyjęli b = 5*898 m i chcieli obliczyć h

to h =

aß b. ]/ 2 g

² 3/^ . b . \/ 2 g

21-6

\²

■

0-45.4 43.5-898

log h = ²(S(log 21 6 — leg 0*45 — log 4 43 — log 5 898)

log 0-45 =0-65321 -1 log 4 43 =0-64640 log 5-898 = 0770705

2-070315 - 1 = 1 0703 5

log 21-6= 1-33445 1-070315

0-264135

4-

M log 017609 = 1*5 h = 15 m.

CZĘŚĆ III.

ROZDZIAŁ VI.

SYSTEMY ZABUDOWAŃ GÓRSKICH POTOKÓW.

W rozdziale tym omówię systemy zabudowań potoków obszarów gór i pagórków na terenie naszego kraju.

Ażeby zabudować takie potoki należy, zależnie od charakteru danego potoku, wykonać wszystkie podane poniżej czynności lub też tylko niektóre z nich.

1.    Zapobiec erozji.

2.    Zapobiec korozji.

3 Umożliwić nieszkodliwy odpływ wód gruntowych.

4.    Utrwalić rumowisko leżące w łożysku.

5.    Utrwalić obsuwające się stoki.

6.    Uporządkować gospodarstwo leśne w zlewniach potoków.

1. Budowle zapobiegające erozji.

Erozja, czyli pogłębianie dna ma miejsce wtenczas, gdy siła unoszenia -wody płynącej, zależna od jej objętości i chyżości (a ta ostatnia zależna znowu od głębokości, od obciążenia wody rumowiskiem, od kształtu przekroju i w dużej mierze od spadku) jest większa, niż opór dna łożyska W dalszym ciągu wprawianie w ruch rumowiska leżącego w łożyskach, zależne jest cd wielkości rumowiska, od stopnia umocowania a zatem od możliwości rozluźnienia i unoszenia tegoż. Chcąc więc zatem zapobiec erozji musimy dążyć albo do zmniejszenia siły unoszenia wody albo do uodpornienia dna łożyska. Zmniejszenie siły unoszenia wody możemy osiągnąć przez zestopniowanie dna łożyska zaś uodpornienie dna przez wyłożenie trwałym materjałem np. kamieniami i t. p.

68 n. Zestopniowa nie dna łożyska.

Diaczego zestopniowanie dna prowadzi do zmniejszenia siły unoszenia* wody? Przez zestopniowanie dna zmniejszamy spadek łożyska, a ze^zmniej-szeniem spadku zmniejsza się i średnia chyżość wody. Zmniejsza się rów-

I-9“

|fr

'23\

\\

Typ zaporv belonowęj ■

Ponziafka:

d 5 6    7

00 d 2    3

8 9 dOm.

~42~ •

.5

Rzul pionowy.

204

80"

35 —

30

......-i2~ .......

62........

-24

0_

'i

SU.

Rzul poziomy.

’r

.......40-5 j -

Przekrój podłużny.

Y20A

f.......jpm

I2j.....J"i:J

no

r.pmmm

V.....r(s-5

Rys. 33. Typ zapory betonowej.

nież i głębokość oraz promień przekroju, gdyż wskutek podniesienia dna zapo-mocą zestopniowania doprowadzamy do rozpłaszczenia przekroi łożyska. Jasną jest tedy rzeczą, że ze zmnièjszeniem spadku zmniejsza się i zdolność zarywania dna łożyska.

Ł-

• v • t W*'*

k'^rJi

r.

u mi -i

*s

-.■ii

:ę

<c

Ryc. 34. Zapora z basenem wykonana z kamienia łamanego na zaprawie cementowej.

mm

«fi

feiliE

/«

it-Im

-1

ÏZ'v’Tv >\ ; JÀM

zhv

...

MJi,: *v#W

rïjfcî'ÉkrMt; jf

mssi

•5?-' ' '-O.

ESTy

Ryc. 35. Zapora z basenem wykonana z betonu na potoku Olszance.

- 70 -

Zestopniowanie dna wykonujemy zapomocą zapór, stopni lub płotków-

Omówimy najpierw zestopniowanie dna zapomocą zapór.

roz-

Już w czasie wykonywania pomiarów mającego się zabudować potoku* obieramy miejsca dogodne do postawienia zapór, (Rys. 33, 34, 35),. a więc przekroje zwarte i trwałe, najlepiej skaliste, powyżej których szerzą się łożysko potoku. Budując zapory w takich przekrojach, oszczędzamy na materjale budowlanym i zyskujemy dużo miejsca na pomieszczenie rumowiska poza zaporami. Wysokość zapór zależną będzie od kształtu i głębokości przekroju w obranem miejscu. W naszym wypadku (Rys. 36.)> będą to przekroje w km. 0'526, 0 642, 0753 i 0 824. W tych przekrojach projektujemy zapory i wrysowujemy je w przekroju podłużnym, poczem kreślimy poziomo linję przyszłego zalądowiska, pociągając ją w górę od korony gardła najniżej położonej zapory tj. od zapory w km. 0526, aż do przecięcia się jej z dnem łożyska. Jak widzimy z rysunku linja zalądo-wania, pociągnięta od zapory I. nie sięga do bruku zapory II. To samo zachodzi również między zaporą III. i IV. Ponieważ wszystkie zapory muszą mieć łączność ze sobą tz., że żadna część zabudować się mającego biegu potoku nie może pozostać niezabezpieczoną przeciw erozyjnej działalności wody, przeto musimy zaprojektować dodatkowe zapory a to w km. 0 603* i w km. 0 802,5.

Na podstawie długoletnich doświadczeń, poczynionych na naszych potokach, przyjmujemy przyszłe zalądowisko jako poziom i tylko w wyjątkowych warunkach, a mianowicie przy bardzo grubem rumowisku, w łożysku potoku możemy przyjąć nachylenie tegoż w spadku nieprzekra-czającym 10 — 15°/₀₀. Istnieją wprawdzie wzory do obliczenia w danych warunkach t. zw. spadku równowagi t. j. spadku, przy którym woda nie osadza unoszonego rumowiska a równocześnie nie narusza i nie zmienia kształtu łożyska, lecz, jak nas doświadczenie nauczyło, nie mogą one znaleść tu zastosowania a to z następujących powodów. Przypuśćmy, że dla danej partji potoku obliczyliśmy przy uwzględnieniu wielkości rumowiska spadek równowagi na 60e/,₀ i wybudowaliśmy zapory w myśl powyżej wymienionej zasady, że łożysko potoku musi być w sposób ciągły zabezpieczone. Po wykonaniu zabudowania i zalądowaniu zapór ograniczymy wskutek zmniejszenia spadku unoszenie rumowiska. Woda obciążona-mniej niż poprzednio rumowiskiem będzie posiadać większą siłę unoszenia, która uwydatni się w pogłębianiu zalądowisk czyli że spadek 607oo będzie za duży. Chcąc więc zapobiec erozji na zalądowiskach, musimy zmniejszyć spadek przez podwyższenie istniejących zapór lub też przez wybudowanie dodatkowych. Przypuśćmy, żeśmy zmniejszyli w ten sposób spadek do 30°/oo-Wkrótce z wyżej wymienionych powodów okaże się, że i ten zmniejszony

L

----Jt6j

/s

la.

Syluacja ogol owa.

00 40 20

0-0 4    2

l

V

N

do

60

30

400 m.

4

6

8

40 m.

Ja

M

\

TPTO

__°1-'

jr

Prze/rrop^rod? uzny.

-\-

Ir.---'

f

s^a X^'X-----

I

Ma.

<f?r-

r

I

^,:'X-------

poziom.

I 'W

»

la.

- ■ -— ■ .. trze g obustronny

-----brzeg prawostronny

———. brzeg lewostronny

7rrv-

m-

W**

w^%i v

-fi

f,

W^’V

U

m

poziom porównawczy

odległości

fieklomelry

XT

Xf

XL

SE

4L

2E

TT

XL

3E

I

Przekroje poprzeczne

skala* 400

km 0526

I

Ma

km 0 04 2

km 0-802

\

\

X

\

T

sf

X

X

X

l

/

£

I

\I

la

M

J±-

. kmO603

X

/

km0 753

X

i

i

i

UmO 674

X

I

■v

\_____

U

Ir

X

I

/

f?

£

=1=

I

Rys. 36.

spadek będzie za duży. Będziemy go musieli znowu zmniejszyć i jak doświadczenie uczy dojdziemy w końcu do 15*/oo, do 10%o a nawet do poziomu. I dlatego też, by uniknąć w naszych warunkach następnego kosztownego podwyższania zapór lub budowania nowych, przyjmujemy z góry, żc rumowisko za zaporami będzie się układać w poziomie, a tylko w wyjątkowych warunkach, t. j. przy grubym materjale i względnie małej objętości wielkiej wody możemy przyjąć przyszłe zalądowisko w spadku 10%o—15%o. Jedynie wtedy możemy być pewni, że woda nie będzie już pogłębiać dna między zaporami. Naturalnie takie zestopniowanie dna do poziomu jest bardzo kosztowne, wymaga bowiem budowania znacznej ilości zapór, zwłaszcza przy większych spadkach, zapewnia nam jednak prawidłowe funkcjonowanie zabudowania.

Budowę zapcr winno się wykonywać od dołu w górę, w przeciwnym bowiem razie narazilibyśmy się na pogłębienie łożyska wskutek ograniczenia pochodu rumowiska przez powyżej wybudowane zapory. Zachodzi pytanie, czy należy budować więcej zapór niższych czy też mniej wyższych. Należy się przychylić do tej drugiej ewentualności t. j. budowania mniej zapór wyższych. Przy budowie zapory czy to wyższej czy niższej najwięcej kosztów pochłania budowa fundamentu. Dlatego też, by zmniejszyć koszta zabudowania należy o ile możności zmniejszyć ilość zapór ; rzez zwiększenie wysokości tychże, naturalnie o ile tylko miejscowe warunki (t. z. odpowiednia głębokość przekroi) na to pozwolą. Mniej zapór wyższych może zatrzymać więcej rumowiska, niż więcej zapór niskich. Ponieważ przekroje rozszerzają się ku górze, przeto przy wyższych zaporach będą zalądowiska większe. Przy niższych zaporach uzyskujemy szybsze zalądowanie, przy wyższych natomiast zalądowanie następuje wolniej. Przy zaporach o znacznej wysokości i małym spadku dna łożyska, tworzy się powyżej zapory zbiornik wody, który nie dopuszcza, by grubszy materjał dochodził do samej zapory. Za zaporą osadza się natomiast piasek i drobny żwir, który mógłby być bez szkody uniesiony w dół, wskutek czego zmniejsza się miejsce dla składania grubszego materjału. Typ tego rodzaju stanowi zapora betonowa, wysoka na 9 m. wybudowana w r. 1904 na potoku Frauenweissenbach, prawobrzeżnym dopływie r*eki Traun w Austrji górnej. Zapora ta do roku 1924 nie była jeszcze całkowicie zalądowana. (Ryc. 37, 38). Zapory budowane w naszych potokach przekraczają rzadko wysokości 4—5 m.

Zapory mogą być budowane z betonu, z kamienia łamanego na cemencie, z kamienia łamanego na sucho a wreszcie z drewna. Każda zapora składa się zasadniczo ze ściany pionowej w której jest wycięte t. z. gardło oraz zabezpieczenia przedpola zapory zwanego brukiem. Bruk ujęty jest obustronnie murami, zwanemi kierownicami. Część ściany zapory od gardła

- 72 —

SÜP

ffffl ¹ «Ä

:

1MI

•&

mm

f*ra

Ulil

Ryc. 37. Zapora betonowa na potoku Frauenweissenbath (ftustrja).

'nü

pr

k<; ,>v

-*4l

Ryc. 38. Zapora betonowa na potoku Frauenweissenbach widziana z boku.

ku brzegom nazywamy skrzydłem. Początkowo budowano zapory bez specjalnego gardła i nadawano koronie kształt łękowaty. Typ ten okazał się niepraktycznym. Skoncentrowana bowiem woda w najgłębszem miejscu łęku spadając narażała bruk zapory na uszkodzenia. Obecnie budujemy gardła o przekroju trapezowym i o głębokości nie większej jak 1*5 m. W ten sposób rozdzielamy wodę na całe poziome gardło, która spada równomiernie na całą szerokość bruku. Grubość przelewu nie powinna przekraczać 1‘5 m. z tego powodu, by bruk nie był narażony na zbyt wielkie uderzenia spadającej wody. Robimy zatem gardło szersze a płytsze.

Budowa zapór.

a) Ogólne wskazówki.

Przy wykonaniu robót około zabudowania potoków należy się zawsze - liczyć z możliwością nagłych wezbrań i dlatego też inżynier prowadzący budowę musi o tern pamiętać i wydawać takie zarządzenia co do kolejności poszczególnych budowli jak i całego zabudowania oraz co do przygotowania materjalów, by wezbrania nie wyrządzały żadnych szkód, względnie by szkody te były jak najmniejsze. Zaniedbania i niedopatrzenia w tym kierunku przynoszą wiele dotkliwych szkód. Również bardzo ważną jest rzeczą, by prowadzący- budowę starał się zaznajomić ze stosunkami meieorologicznemi w danej okolicy. Po niedługich obserwacjach można dojść do pewnej wprawy w przewidywaniu stanu pogody choćby tylko na najbliższy okres. Jest rzeczą niesłychanie ważną, by wszelkie roboty, wymagające odwodnienia, wykonywać przy najniższych stanach wody względnie w czasie posuchy. Z doświadczenia wiem, że w okresie posuchy sowicie opłaca się prowadzenie budowy bez przerwy dniem i nocą oraz płacenie wyższych wynagrodzeń. W czasie zaś wyższych stanów wody najekono-miczniej będzie zaniechanie wogóle budowy. W czasie posuchy należy jak najszybciej wykonać fundamenty pod wszystkie w danym roku zamierzone budowle i starać się wyprowadzić budowle ponad stan małej wody, potem można już bez trudu wykonać wszystkie budowle w przewidzianym okresie czasu. Najlepszym okresem budowlanym jest u nas, trafiająca się zresztą dość często, sucha wiosna a zwłaszcza okres po ukończeniu robót w polu. Przezorny kierownik budowy przygotuje w zimie potrzebne mater-jały budowlane i w dogodnym czasie dla budowy może odrazu zająć rzesze robotników nie mających po ukończeniu robót w polu żadnej pracy i w miesiącach maju, czerwcu i lipcu wykonać po tanich cenach większą część robót preliminowanych w danym roku.

74

b) Obliczenie przekroju poprzecznego zapory. Obliczenie przekroju poprzecznego zapory natrafia na pewne trudności, gdyż zapory wystawione są początkowo na parcie wody a następnie na parcie ziemi. Niektóre zapory zasypujemy częściowo bezpośrednio po wybudowaniu, niektóre zalądowują się już w czasie pierwszego wezbrania a inne wreszcie wystawione są przez dłuższy czas na parcie wody. W jednym wypadku miejsce poza zaporą będzie stale wypełniał materjał przesycony wodą, nie tworzący szkarpy w innym znowu grube zbite rumowisko.

R₂

44

S/&

Ba.

h-2 5

o- ;

£5

05

05

}{

i_ci

CL

49 -

Po działka napręż en :

Podziałka długości:

00    1    2    3 4m 00    4

&057

6.-035

(5^047 b

6n=023

⁴ 6„=0 0

Rys. 39.

Zauważę, że w wielu wypadkach nie są zapory wystawione nawet na parcie ziemi. W czasie wielkiej wojny rozbierała ludność okoliczna zapory celem pozyskania materjałów budowlanych a materjał zgromadzony poza temi zaporami tworzył nadal przez dłuższy czas pionową ścianę.

Prawie zawsze mamy do czynienia z przekrojami w których budowane zapory należy obliczać jako mur oporowy. Przy obliczeniach przyjmujemy najniekorzystniejszy wypadek, że woda w czasie wezbrania wypełnia całe gardło tj. sięga do korony skrzydeł. (Rys. 39).

Mamy np. obliczyć przekrój zapory betonowej wysokiej na 2*5 m. Głę-boKość gardła wynosi 0'8 m. a przednia ściana nachylona jest w stosunku 5:1. Wysokość zapory „h“ mierzymy od korony bruku do korony gardła (dna). Ciężar 1 m³ betonu przyjęto 2300 kg. a ciężar 1 m³ wody 1000 kg. (bez rumowiska), przyczem uwzględniono ciężar wody przelewającej się przez gardło zapory.

Jak widzimy (Rys. 39; linja ciśnień nie wychodzi z rdzenia muru a naprężenia ściskające, występujące w badanych szwach nie przekraczają dopuszczalnych naprężeń, unormowanych dotyczącemi przepisami.

Przy wyznaczaniu przekroju poprzecznego zapór postępujemy praktycznie w ten sposób, że połowę wysokości zapory przyjmujemy jako grubość muru w połowie jej wysokości, a przyjęte nachylenie przedniej ściany daje nam przekrój zapory. W naszym wypadku grubość zapory w połowie wysokości wynosiłaby 125 m, szerokość korony gardła 10 m a szerokość podstawy 15 m. W tym wypadku naprężenie ściskające wynosiłoby w szwie c —d 16 kg cm² a rozciągające 0 52 kg/cm³. Zaznaczam, że szerokość korony gardła nie powinna być w żadnym wypadku mniejszą jak 0 6 m. W praktyce wybudowano już szereg zapór, przy których przekrój wyznaczono w sposób praktyczny. Ponieważ zapory te nie uległy zniszczeniu, przeto możemy spokojnie dopuszczać w pewnych poszczególnych wypadkach naprężenia rozciągające dochodzące do około 0'6 kg/cm². Maturalnie możemy to stosować tylko przy zaporach betonowych, nigdy jednak przy zaporach zbudowanych z kamienia łamanego na zaprawie cementowej. Pomijając już małą wytrzymałość zaprawy na rozciąganie, stwierdziłem przy licznych tego rodzaju zaporach, że woda wciska się między szwy zapory, wypłukuje zaprawę i pozbawia mur jego spoistości. Zauważono również poziome przesunięcia warstw kamieni, a to najczęściej w skrzydłach zapory w wysokości korony gardła. Są to jednak rzadkie wypadki, gdyż nie układamy kamieni w stosugach ściśle warstwami, lecz w ten sposób, że poszczególne kamienie jednej warstwy zazębiają sąsiednią i utrudniają poziome przesunięcie. Z tych też powodów zbyteczne jest, trudne zresztą do wykonania, układanie warstw prostopadle do linji ciśnienia. W każdym razie sprawę naprężeń rozciągających należy traktować indywidualnie zależnie od charakteru przyszłego zalądowania zapór.

Przy zaporach wyższych i o większych rozpiętościach, które będą przez dłuższy czas wystawione na parcie wody oraz przy zaporach mających specjalne znaczenie, np. służących jako oparcie dla pewnej części zabudowania nie będziemy dopuszczać naprężeń rozciągających. Matomiast przy zaporach niższych, do wysokości około 2’5 m. i o mniejszych rozpiętościach są naprężenia rozciągające, jak to nas praktyka uczy, dopuszczalne.

W końcu nadmienię, że grunt pod fundamentem zapór tworzą zazwyczaj pokłady żwirów, przy których możemy dopuszczać obciążenia od

5—8 kg,cm². Są to naprężenia do których nie dochodzimy przy budowie zapór, nieprzekraczających zwyczajnie 5 m. wysokoścł.

c) Wybór miejsca pod zaporę.

Jak to już wyżej wspomniano, wybieramy dla budowy zapór miejsca o zwartych przekrojach, powyżej których łożysko potoku rozszerza się. Najkorzystniejsze są przekroje o skalistem dnie i skalistych brzegach. Zapory budowane w zwartych a więc wąskich przekrojach wypadają tanio, a o ile powyżej tychże rozszerza się łożysko, zapora taka może zatrzymać znaczne ilości rumowiska.

i-:

IZ

Ë

Ë

§:

Rys. 40.

Zdarzają się wypadki, że stoki łożyska są niestałe, =J tak że wykonanie wykopu pod fundament byłoby bardzo E§ niebezpieczne a po ewentualnem wykonaniu zapory 3 ciśnienie tychże stoków mogłoby być tak wielkie, że EJ spowodowałoby zniszczenie zapory. Stcwem, są sytuacje, 3 ktdre uniemożliwiają nam wykonanie koniecznie potrzebnej zapory w danym przekroju. Wtenczas radzimy s:>bie w ten sposób, że decydujemy się wybudować zaporę poniżej, nawet w mniej korzystnych warunkach pod względem kształtu przekroju, przez co spowodujemy, że ciśnienie boczne stoków przyjmie na siebie zalądo-wisko zapory. Po zalądowaniu zapory może nastąpić uspokojenie stoków i wtenczas będziemy mogli budować już dalsze zapory powyżej zalądowiska pierwszej zapory.

d) Usytuowanie zapory.

Przed zaporą względnie przed brukiem zapory powinno łożysko potoku posiadać na długości przynajmniej 5 — 10 m. kierunek prosty, tak, by woda przelewająca się przez zaporę nie uderzała o przeciwny brzeg, lecz miała swobodny odpływ. Zważać trzeba na tę okoliczność przede-wszystkiem przy budowie zapór w ostrych zakolach potoku.

Zasadniczo powinniśmy budować zapory prostopadle do osi potoku. O ile oś potoku biegnie w prostej linji, to usytuowanie zapory nie przedstawia żadnej trudności (Rys. 40). Gardło zapory może być usytuowane w środku zapory lub też z boku, zależnie od tego, gdzie w przekroju płynie woda (Rys. 41). Najniższy punkt w przekroju wskazuje nam zazwyczaj miejsce, gdzie będzie środek gardła zapory. Również rozstrzygającym momentem co do usytuowania gardła będzie n. p. projektowana regulacja potoku od zapory w dół. Przy projektowaniu regulacji będziemy się starać wyzyskać istniejące łożysko potoku, zatem i usytuowanie gardła zapory będzie się do niego stosować. W zakolach potoku będziemy budować zapory stycznie do promienia krzywizny zakoli (Rys. 42). Zdarza się jed-

77

nak czasem, że musimy odstąpić od tej zasady. Jeżeli n. p. budujemy zaporę w ostrem zakolu >Rys. 43), to przelewająca się woda przez zaporę c—d mogłaby naruszyć przeciwległy brzeg a chcąc tego uniknąć, usytuujemy zaporę według a-b

Również przy budowie zapór w dużych zakolach i o większych roz-piętościach zajdzie niekiedy potrzeba ich nieprawidłowego usytuowania. Zapora zbudowana w przedłużeniu promienia krzywizry robi czasem nieestetyczne wrażenie, nieharmonizujące z terenem Dlatego też, o ile względy techniczne na to zezwalają, należy budowlę tak usytuować, by czyniła dla oka miłe wrażenie. Z tych też powodów musiano n. p. usytuowanie zapory betonowej o rozpiętości 84 m. na potoku Olszance nieco odchylić od prawidłowego położenia, w przeciwnym bowiem razie robiłaby wrażenie wręcz błędnego wytyczenia.

e) Wytyczenie zapory.

Zapory mogą być budowane w łuku lub w linji prostej. Zapory o małej rozpiętości w skalistych przekrojach lub też w zwartych i o wytrzymałych brzegach, mogą być uważane jako sklepienie leżące. Przy większych rozpiętościach i mniej wytrzymałych brzegach musimy je uważać jako mur wolno stojący i możemy budować je w linji prostej. Mimo to budujemy zapory i o większych rozpiętościach także w łukach, gdyż posiadają estetyczniejszy wygląd. Właściwie budowa zapór w łuku pochodzi od pierwszych zapór, które budowano bez gardła, tylko z łękcwato uformowaną koroną. Starano się w ten sposób o to, by wodę, przelewającą się w kierunku prostopadłym do krawędzi korony zapory, skoncentrować w środku łożyska potoku i w ten sposób zabezpieczyć stoki.

Przy mniejszych zaporach, o rozpiętości 12—13 m., strzałka krzywizny zapory może wynosić 1/10 cięciwy, przy większych rozpiętościach należy stosować odcinki łuków o coraz większych promieniach. Poniżej przytaczam tabelę, w której dla odpowiedniej rozpiętości zapory podano i odpowiedni promień łuku.

Rozpiętość 14 m. R : 20 m.

„    40    m.    R :    100 m.

Są to daty czysto praktyczne, zebrane z wykonanych już zapór, czyniących swą krzywizną estetyczne wrażenie.

Rys. 41.

50 m. R: 150 m.

ud r-

m.

m.

70 70

CM CM

m.

m.

80 m. R : 300 m. 9J m. R : 350 m. 100 m. R : 400 m.

Samo wytyczenie zapory przeprowadza się w następujący sposób (Rys. 44). W odległości 1 m. od tylnej ściany przyszłej zapory tyczymy linję prostopadłą do osi potoku i utrwalamy ją na brzegu zapomocą wbitych w ziemię kołków. Linję dzielimy, rozpoczynając od środka ku brzegom na szereg odciętych i w otrzymanych punktach odmierzamy odpowiednie rzędne, które obliczamy według wzoru y ±—: r — j/"y'⁴ — x2 (y = rzędne, x = odcięte) względnie otrzymujemy wsprost z tabel do

Lr'

Rys 42.

Rys. ^3.

Rys. 44.

tyczenia łuków prof. Skibińskiego. Uzyskane punkty przy doliczeniu każdorazowo długości 1 m. dadzą nam krzywiznę ściany tylnej zapory. Oddalenie osi odciętych o 1 m. od tylnej ściany jest konieczne ze względu na większą szerokość wykopu w górze.

f) Wykop pod fundament.

Wykopu pod fundament nie należy nigdy wykonywać odrazu w całości. Należy raczej kopać częściowo i tylko tyle, ile można zabudować w najbliższych dniach ewentualnie nawet w tym samym dniu. Wykopując ■cały fundament odrazu, narażamy się zawsze na poważne straty. W czasie bowiem wezbrań może taki wykop ulec zupełnemu zamuleniu, co się przy nieprzestrzeganiu powyższej zasady rzeczywiście często zdarza. Wykop pod fundament należy wykonywać aż do stałego gruntu oraz tak głęboko, jak daleko sięgają zmiany temperatury, t. j. conajmniej do głębokości 1*3—1*5 m. Również i skrzydła zapory muszą być odpowiednio głębokozapuszczone w ściany przekroju, przynajmniej 1 m., w przeciwnym bowiem razie narażamy się na obejście tychże przez wodę.

Rzul pionowy

Rzul poziomy,.

Podeszwę fundamentu należy zakładać nie poziomo lecz z nachyleniem, mniej więcej prostopadle do przedniej ściany zapory, a to celem przeciwdziałania poziomemu przesunięciu, zwłaszcza jeżeli podeszwa fundamentu stanie się mokrą, a tern samem śliską.

g) Odwodnienie wykopu pod fundament.

Przy budowie zapór, a zwłaszcza zapór z kamienia łamanego na zaprawie cementowej lub z betonu, musimy pomyśleć o odwodnieniu wykopu pod fundament w możliwie najekonomiczniejszy sposób. Nie może tu być mowy o zakładaniu ścianek szczelnych, gdyż koszta ich wykonania w materjale złożonym zazwyczaj z grubego żwiru przekraczałyby koszt samej budowli. Musimy więc sięgnąć do innych sposobów odwodnienia. Najlepszym i najtańszym sposobem będzie, o

MU^^yyyMyMMUuymnyk.

j

~

I

i

Rys. 45.

ile tylko w danym wypadku da się to zastosować, odprowadzenie wody__ ujętej powyżej miejsca budowy zapomocą rynien drewnianych (Rys. 45dalej zapomocą specjalnie wykopanego kanału lub też przy wyzyskaniu naturalnych zagłębień łożyska. Mimo takiego odprowadzenia wody, będziemy jednak mieli do czynienia z mniej lub więcej obfitym napływem wody do fundamentów, gdyż tereny, w których budujemy zapory, tworzą przeważnie żwiry, łatwo przepuszczające wodę. Wodę tę, o ile chodzi o mniejsze ilości, możemy usunąć zapomocą czerpania wiadrami. O ile jednak fundament jest głębszy i dopływ wody obfitszy, musimy uskutecznić odwodnienie tegoż zapomocą pomp. Najekonomiczniejszemi w praktyce okazały sie pompy błonowe, proste w użyciu i wymagające jak najmniejszej obsługi. Wydatność pomp błonowych używanych przy powyższ>ch robolach wynosi od 8 CCO do 28 000 ltr/godz. Przy głębokości fundamentu 3—4 m. wystarczy do obsługi 1 robotnik, przy większych natomiast głębokościach najwyżej do 7 m. potrzeba już 2 robotników.

Celem zapobieżenia dostawania się do pompy drobnego żwiru, muszą być węże u dołu zaopatrzone żelaznemi koszami ssącemi. W praktyce umieszcza się z bardzo dobrym skutkiem żelazny kosz ssący w koszu plecionym z prętów wiklinowych.

h) Profilowanie i budowa zapory.

W punktach poprzednio wytyczonych ustawiamy przekroje z łat drewnianych w przedłużeniu promienia krzywizny, według której budujemy zaporę. W czasie budowy profile takie ulegają łatwo zniszczeniu, n. p

Przekrój poprzeczny

Rys. 45a.

przez dostarczanie kamieni do budowy. Mając jednak oś odciętych, ustaloną na terenie oraz długości dotyczących rzędnych, możemy z łatwością odtworzyć zniszczony przekrój.

Deskowanie przy zaporach betonowych.

W fundamencie deskowanie jest zbyteczne, — gdyż kopiemy go w ten sposób, że nadajemy ścianom jak najostrzejsze nachylenie, poczem ubijamy w nim beton. Nad fundamentem ustawiamy szereg słupów, najczęściej okrąglaków o śr. 0' i 0 — 0*12 m przyciętych z jednej strony. Do słupów tych przybijamy od wewnątrz deski o grubości 4 cm. i tylko jednym gwoździem, by je można później z łatwością odjąć. W deskach wiercimy ctwory, które służą do przeciągania drutu. Używamy drutu palonego o grubości 4 mm. Drutem tym ściągamy silnie słupy a włożone między deski rozpory o śr. 010-0 12 m i odpowiednio przycięte utrzymują deski w pożądanej odległości. W ten sposób skonstruowane deskowanie może być z łatwością rozebrane po stężeniu betonu (Rys. 46).

Celem umożliwienia swobodnego kurczenia się betonu w zaporach o większych rozpiętościach nie należy zapominać o konieczności stosowania t. zw. szwów kontrakcyjnych. Długoletnie doświadczenia wykazały, że beton opiera się bardzo dobrze ścieraniu rumowiskiem uno-szonem przez w. wody i dlatego też utrwalanie kamieniami gardeł zapór jest zbyteczne.

a.

A-

C.

''

</.

•mc*,

b.

6?.

7.

4P

Si-,

i;:r==-J<cr3

vw/yyy///////.'. ..

Skafa-

ii

Rys. 46.

Zapory z kamienia łamanego na cemencie mogą być budowane w warstwach poziomych lub jako mury mozaikowe. Mury mozaikowe są znacznie tańsze i równie dobre jak i mury budowane w warstwach poziomych i dlątego też przeważnie stosuje się je przy budowie zapór z kamienia łamanego na cemencie. Natomiast mury wykonane w warstwach pozio-

82 -

mych mają ładniejszy wygląd, są jednak jak wspomniano znacznie droższe i wymagają użycia wyszkolonych robotników (murarzy) (Rys. 47, 48, 49).

Przed użyciem musi się kamień dokładnie oczyścić z części ziemistych zapomocą szorowania przy użyciu szczotek ryżowych lub drucianych. Następnie zlewa się kamień obficie wodą, a zwłaszcza w porze gorącej,

tnrCZ)

R)S. 47.

Rys. 48.

gdyż w przeciwnym razie jako materjał posiadający własności hygrosko-pijne odciąga zaprawie cementowej wodę potrzebną jej do prawidłowego tężenia. Również trzeba dalej zważać, by murarze starannie wyklinowywall próżne miejsca między kamieniami i dopieio potem wypełniali zaprawą cementową. W przeciwnym bowiem razie zużywamy niepotrzebnie za dużo cementu. Kamienie pochodzące ze skał o układzie warstwowym należy układać w murze tak samo, jak były ułożone w stanie pierwotnym. Przedniej ścianie zapory dajemy nachylenie 5:1 lub 4:1 — tylna ściana jest pionową.

i) Ubezpieczenie przedpola zapory zapomocą bruku.

Rys. 49.

O ile przedpola zapory nie tworzy skała, to musimy wykonać sztuczne zabezpieczenie tegoż zapomocą t. zw. bruków. Bruki takie muszą być bardzo starannie wykonane, narażone są bowiem na gwałtowne uderzenia nietylko spadającej wody oraz kamieni i unoszonych pni drzew, lecz także na znaczne chyżości wody, z któremi mamy tu do czynienia. Szerokość bruku musi być tak wielką jak górna szerokość gardła tak, by woda opadała tylko na bruk a nie na kierownice, któremi jest obustronnie ujęty. Długość bruku zależną jest od objętości wody, od wysokości z jakiej spada, od szorstkości gardła oraz od szorstkości samego bruku. Ponieważ długość bruku zależną jest od tylu współczynników, przeto trudno podać ogólną formułę na obliczenie jego długości. W każdym razie bruk winien sięgać tak daleko, iak daleko mamy do czynienia ze zwiększoną chyżością wody t. j. kończyć się tshfa, gdzie woda już normalnie odpływa (Rys 50). Przekształcenie strugi wodnej winno się odbyć całkowicie na bruku. Na obliczenie

•długości bruku podaje Rebock następującą formułę: 1=1.5p-f 6h„—2p+8ho gdzie p oznacza wysokość zapory a h„ grubość przelewu. Przy wysokości zapory 3 m. liczonej od korony gardła do korony bruku, długość bruku według powyższego wzoru wynosiłaby 1 = 1*5X34 6X 1 = 1050 m. W praktyce długość bruku robi się równą trzykrotnej wysokości zapory, a więc w danym wypadku 9 m. Jak doświadczenie uczy, długość ta jest .zupełnie wystarczającą. Dla bezpieczeństwa daje się jeszcze przed brukiem narzut kamienny na długości 1 - 2 rm

oo Ml

Rys. bG. *

Od około 30-tu lat stosuje się przy budowie zapór bruki tylko poziome i przeważnie zaopatrzone basenem wodnym, przy użyciu któregoto typu osiągnięto dotychczas jak najlepsze wyniki. Z brukami natomiast pochy* łemi, które budowano przy zaporach w pierwszym okresie zapoczątkowania akcji około zabudowań potoków, porobiono jak najgorsze doświadczenia. Poniżej tych bruków tworzyły się bardzo szybko wyboje, które równie szybko doprowadzały do zniszczenia bruków a następnie zapór. Grubość bruków z basenem wynosi przy bètonie 0'5 m. a przy użyciu kamienia łamanego na cemencie 0*6 m. Kónstrukcję bruku uwidacznia IRys. 33.

Zalecane budowanie przedniej ściany zapory w kaskadach nie jest korzystne. W ten sposób wykonane budowle narażone są na silne wstrząsy spowodowane przez spadającą wodę oraz rumowisko.

f\by uchronić się od gwałtownego uderzania spadającej wody, możemy budować przednią ścianę zapory o kształcie litery S. Wtenczas woda i rumowisko śłizgają się wzdłuż ściany zapory, nie odrywając się nigdzie od niej. Takie zapory nadają się raczej tylko do utrwalenia dna a nie do znaczniejszego podniesienia tegoż, gdyż pochłonęłyby dużo materjału budowlanego (Ryc. 51).

j) Przebieg budowy zapory.

Pierwszą czynnością w danym wypadku będzie założenie fundamentuj w najgłębszem miejscu przekroju t. j. tam, gdzie obecnie płynie Woda. W tym celu musimy odwodnić miejsce wykopu pod fundament. W p. m odprowadzimy wodę zapomocą małego jazu z faszyn do umyślnie wykopanego kanału i w p. n. wprowadzamy ją z powrotem do łożyska. W;ten sposób możemy wykonywać wykop na sucho. W wykopie takim pokaże się jednak mniej lub więcej wody przesączającej się przez żwirowiska potoku-

mJ

v₍₍

Ryc. 51. Zestopniowanie dna potoku Langbath (flustija) zapomccą zapór

o kształcie litery S.    >

(Rys 52). Wodę tę usuniemy częściowo przez wykopanie rowu (przekrój: podłużny od h—g) poprowadzonego od dna wykopu o mniejszym spadku jak dno łożyska potoku, aż do przecięcia się z tymże. W ten sposób zapewnimy odpływ wody z fundamentów. Gdyby jednak mimo zastosowania tych środków odwodnienie było niewystarczające, musimy użyć pomp do całkowitego usunięcia wody. Po zupełnem wykonaniu fundamentu będziemy się starać jak najszybciej wykonać tę część zapory (rzut pionowy „b“) a to wraz z brukiem i kierownicami. W tych wypadkach korzystną jest rzeczą pracować bez przerwy dzień i noc. Płacenie nawet wyższych wynagrodzeń sowicie się opłaci, — unikamy bowiem ewentualnego zamulenia fundamentu z trudem wykonanego i odwodnionego.. Zaporę staramy się w tern miejscu wykończyć około 06— 08 m ponadl

85

Rzul poziomy.

V\VV\i

rt\V

el

es

[f,

--{co

•of -

'y,

Wn

Hilili IiIh iliiiiiliiilililililililililiiiiihiiiiiii

li!

MK n.

Rzut piono wy-

^zrTrSïk^

Przekrój podłużny*

--"■’*’> ■* £ TOVV Is*,

/>

Rys. 52.

bruk i w tej części zapory budujemy odpowiednią ilość sączków, 0 1 nru szerokich a 0 3 — 0'4 m. wysokich Mając te roboty wykonane, możemy' teraz spokojnie przystąpić do budowy lewej części (c). W tym celu usuwamy jaz w p. m i wprowadzamy wodę w dawne łożysko, która będzie mogła swobodnie przepływać sączkami zapory i spadać na gotowy już bruk Następnie kopiemy fundament pod lewą część zapory i wykonujemy budowę zostawiając w murze otwór (e), któryby był pomocnym przy odprowadzeniu wody pr?y wyższych stanach. Po wykonaniu tych czynności

§|J:

tli*

;ifi

.........

.............

Ryc. 53. Zapory na potoku Langbath, połączone z murami kamiennemi.

budowa zapory nie natrafia już na żadne trudności. Budować w dalszym' ciągu należy od obu brzegów ku środkowi a to w tym celu, by w razie wezbrania przelew wody skierowany był na gotowy już bruk. Po wykonaniu całej zapory możemy przystąpić do zamurowania zbędnego otworu' w p. e. Po wezbraniach zapora szybko się zalądowuje, woda będzie się przelewać gardłem zapory, poczem sączki odgrywają tylko rolę w osuszaniu materjału zgromadzonego powyżej zapory.

Niejednokrotnie zajdzie potrzeba zabezpieczenia dróg lub stoków za-pomocą połączenia poszczególnych zapór murami lub opaskami (Ryc. 53). Mury te lub opaski nie powinny być zbyt gładko budowane a zwłaszcza-na łukach wklęsłych, gdyż wywoływałoby to nadmierne zwiększenie chyżośct» wody, która mogłaby doprowadzić do podmycia fundamentów tychże budowli.

k) Zabezpieczenie skrzydeł zapory przeciw podmyciu lub obejściu.

Ważną rzeczą dla trwałości zapory jest zabezpieczenie skrzydeł tejże. W tym celu budujemy stożki z kamienia łamanego na sucho. (Rys. 55). Szczególnie koniecznem okazuje się to przy zabezpieczeniu skrzydeł zapory na łukach wklęsłych, gdzie w czasie odpływu w. w. tworzą się bardzo niebezpieczne wiry. Korona stożków winna się znajdować w tej samej wyso-

L“-^'

Kg^pg% s

, i>- ■ ■    .

?fcs

l'T

- tS- ,ÿ

T«t

äg

33k»

sss

Jfèi

f-ł

s_ r-iF"-

Ryc. 54. Zapora na potoku Desnie (Czechosłowacja) wykonana z kamienia łamanego na sucho. Ciemne plamy widoczne na przedniej ścianie zapory, oznaczają miejsca, w których przecieka woda. Jest to zwykły, zresztą nieszkodliwy objaw przy zaporach budowanych z kamienia łamanego na sucho. Po kilku wezbraniach mur zapory zamula się i przeciekanie wody ustaje.

kości, co korona skrzydeł zapory. Stożki mają takie same nachylenie ścian jak i ściany gardła zapory, zazwyczaj w stosunku 1 : 1.

1) Przeprowadzenie drogi ponad zaporą.

Jeżeli łożyskiem potoku prowadziła droga trzeba pomyśleć o zapewnieniu przejazdu ponad zaporą. W tym celu z materjału uzyskanego z wykopów budujemy rampy przylegające do jednego z brzegów. (Rys. 56).

ł) Budowa zapory na sklepieniu.

Wypadki takie zdarzają się u nas bardzo rzadko, częściej natomiast w krajach alpejskich, gdzie mamy do czynienia z potokami zasilanemi przez lodowce, a więc prowadzącemi stale znaczniejsze objętości wody. W tych

wypadkach a zwłaszcza w skalistych i zwięzłych przekrojach odwodnienie fundamentów jest bardzo utrudnione i kosztowne. Ekonomiczniej będzie wybudować sklepienie (Rys. 57) z kamienia łamanego, pod którem woda może swobodnie odpływać a na

sklepieniu dopiero wybudować zaporę. Po wybudowaniu jej zagradza się otwór zapomccą pni drzew i zarzuca kamieniami. Wielkie wody zamulają szybko taką zaporę, poczem można przystąpić do zamurowania otworu pod sklepieniem, uskuteczniając to od przedniej ściany. Przedstawiona tu zapora nie posiada gardła ani bruku ze względu na skaliste łożysko potoku.

m) Zapory drewniane. Zapory drewniane będziemy budować tam, gdzie chodzi nam o to, by koszty zabudowania były niskie, gdzie mamy na miejscu dużo taniego materjału drzewnego, a wreszcie jeżeli chodzi o szybkie wykonanie zabudowania. Zapory mogą być jedno lub dwuścienne (Rys 58 i 59, Ryc. 60). Ścianę zapory jednościennej tworzą belki ułożone nad sobą połączone zastrzałami, Ściana nie jest pionowa lecz nachylona w stosunku 5:1. Zapory posiadają poziome gardło, bruk z belek podłużnych oraz kierownice. Zapory o podwój-

Skafa

OOOS S 2    3

Rys. 55.

3 SO m.

fizul poziomy-

Przekrój podłużny.

Ul

Rys. 56.

nych pionowych ścianach wypełnione są kamieniami, które na koronie zapory układamy gładko i wyklinowujemy. Zapory drewniane nie przekraczają wysokości 3 —4 m. Bardzo ważną rzeczą jest stosowanie przy zaporach jednościennych t. zw. podłogi tylnej. Z tyłu zapory tuż nad brukiem ułożona jest podłoga ze ściśle do siebie przylegających okrąglaków. Celem podłogi jest zabezpieczenie zapory przed podmyciem. Sam byłem kilkakrotnie świadkiem podmycia szeregu zapór drewnianych jedno-

- 89 —

ściennych, przy których ze względów oszczędnościowych nie zastosowano tylnych podłóg. We wszystkich tych wypadkach zapory nie zostały zerwane lecz zawisły nad pogłębionem dnem potoku, gdyż skrzydła zapór były należycie zapuszczone w brzegi. Koszta rekonstrukcji takich zapór były potem znacznie wyższe, niż koszta założenia podłóg już w czasie budowy.

Podłogi takie muszą być bezwzględnie stosowane przy zaporach budowanych w debrach złożonych z luźnego materjału i o znacznych spadkach.

Przekrój 8-Ù

"w

IV

o---b

r<i

Rys. 57.

Odstęp wzajemny belek w ścianie zapory zależny jest od materjału który ma się gromadzić poza zaporami. Jeżeii materjał jest bardzo drobny, to belki muszą być zupełnie przysunięte do siebie.

Bruki drewniane tworzą belki ułożone podłużnie i przybite do poprzecznie ułożonych podkładów.

n) Z estop niöwanie dna zaporpocą płotków.

Tego rodzaju zestopniowanie dna (Rys.¹ 6la) zapomocą płotków nie-przekraczających zazwyczaj 0’5 m. służących raczej tylko do zabezpieczenia dna a nie do złamania siły unoszenia wody, stosuje się przeważnie przy zabudowaniu małych rozpadlin, nieprowadzących wody względnie tylko w małej ilości. Najczęściej łączy się budowę płotków z budową zapór. W korzystnych przekrojach buduje się zapory lub stopnie, które służą jako oparcie dla powyżej wybudowanych płotkow. Stopniem nazywamy zaporę niewyższą jak 1 m.

Płotki wykonuje się w ten sposób, że tak paliki jak i wyplecenie tychże sporządzone są z martwego materjału, który następnie ożywia się przez obsadzenie sztubrami wiklinowemi. Jeżeli natomiast użyjemy do wykonania płotków świeżo ściętego materjału wiklinowego, to sadzenie sztubrów jest niepotrzebne, gdyż same płotki rozwijają korzenie i pędy.

•    V-,'

>: W^v

⁼®T7~ '

SS

Cî;

podfot

rxagSO

- 90

R zol pionowy \-30

Rzul ipoziomy

Przekrqj podtuzny ^ Ć025

r*(H5_

!*■

90

aë

r—-

âSz

L.TStt®ur4

»0-/5

3-40-25

y~ 015

40*?

00 05 1

Podziafka•

2    3

4    "5 m.

Rys. 58. W rzucie poziomym uwzględniono tylko górną warstwę zastrzałów.

B. Uodpornienie dna zapomocą budowy łożysk kanałowych z trwałego materjału.

a) Budowa żłobów.

Zależnie od szerokości stojącego do dyspozycji miejsca pod budowę,, łożyska te mogą posiadać rozmaity kształt i mogą być budowane jako odcinek koła (Rys. 62) lub o przekroju trapezowym (Rys. 63) Przy zastosowaniu przekroji jako odcinków koła dajemy strzałką 1/4 cięciwy danego^

— 91

odcinka koła. Z powyżej wymienionych przekrojów najczęściej stosujemy formę odcinków koła i regulacje takie zwiemy żłobami. Żłoby wykonu-

■ '.."S

Rzul pionowy

f- /160 -44

Przekrój A-B "

éàte

imo

z;.:

: .JgąyB:

Rzul poziomy

fi

rffis

MP

ï|

TQ :

: f ix■■ it il

■\

hsr-

Przekrój podfużny

■27 —*j

Podziafka

7 m.

0 0 4 2 3    4    5 G

Rys. 59. W rzucie poziomym uwzględniono tylko górną warstwę zastrzałów.

jemy najczęściej z kamienia łamanego na sucho (Rys. 64, Ryc. 65, 66, 67, 68) Żłoby o podrzędnem znaczeniu możemy budować nawet z darni, kiszek faszynowych (Rys. 69) lub z drewnianych dyli. Spadek żłobów dostosowuje się do spadku łożyska, o ile byłby jednak za duży, to stosujemy w dnie iłobu kaskady, których wysoko ć nie przekracza zazwyczaj 03 — 0 5 m. <Ryc 70}. Żłoby z kamienia można bjdować nawet przy bardzo wielkich spadkach dochodzących do 200"/oo- W Rlpach istnieje wiele żłobów posiadających takie znaczne spadki. Budową żłobu musi jednak poprzedzić

•i i

Vfc

i|p

iVfc -

r-ś

y*..>

C.V

■JFZ j

»»

i?- i

‘ v

*SeC£

Ir

Hf

i&cd

y**} .

•sagk-Ssacj''

0m

àSÿ

WrfS'.

«V W

«S3W

ÏÉÉ&i

w0%m~Z

«/}■)

reJK

L\v *,

|f’ V*»:

RäLTv'

sgfe&Lś

K

äeä>w

^SgĘp*

tMśrh ^

EP**!

ta

Life

:’g§pfl

'c**.

5Sh •>

►.<*v

sV’

ii#ï

I»* • > \ -w

' V'^SE

Tśe

*....."If¹—.......««a—<N|!MwÆ\y^

ą-fii'¹ *'^1

:r. -

.•

affär

-.■

S-

INS»-

i£9fi

Ryc. 63. Jednościenne zapory drewniane zbudowane w systemie.

dokładne zabudowanie górnego biegu potoku, w przeciwnym bowiem razie grozi zasypanie tegoż rumowiskiem. Mieliśmy cały szereg takich wypadków w Małopolsce. i tak uległ w roku 1927 zupełnemu zasypaniu rumowiskiem żłób wybudowany w Spasie na potoku Dubeń, żłób na potoku Hreble w Podbużu i wiele innych. Powodem tego zasypania było we wszystkich wypadkach niezabezpieczenie górnych biegów pctokćw przed pochodem rumowiska.

Ż'oby buduje się zazwyczaj od góry w dół, n. p. od najniżej położonej zapory w kierunku ujścia potoku do rzeki. Gdybyśmy zaczynali od' dołu w górę, narazilibyśmy się na zasypanie żłobu w czasie budowy rumowiskiem, pochcdzącem z niezabezpieczonej powyżej partji potoku. Prowadzimy zatem budowę od góry w dół. Aby móc budować żłób, musimy,, dla odwodnienia tegoż, wykcrieć odrazu wykop ną dłuższej przestrzeni

Zabezpieczenie dna debry zapomocą zapór kamiennych, slopni kamiennych i plolkdw.

Oj) f 1P    j.0

\c v JO ĄO 10    #> so --ÛÛ m.

W'

rzędne koron zapór

poziom porównawczy ' odległości

02

J-'v

03

~ts

Rys. 61.

z w. w.

(Rys. 71) i tu może zajść dla budowy bardzo niekorzystny wypadek Przypuśćmy, że mamy wykonaną pewną partję żłobu i poniżej tejże przygotowany wykop. Magle po deszczu nawalnym mamy do czynienia Woda wypływa z zabudowanej żłobem części potoku ze znaczną chyżością, trafia na niczem niezabezpieczony wykop i rozpoczyna swą czynność erozyjną i korozyjną, słowem rozrywa wykop. Chcąc dalej budować żłób musimy zmniejszyć to niepożądane pogłębienie i rozszerzenie wykopu. Musimy wypełnić powiększony wykop narzutem kamiennym i dopiero na nim możemy budować żłób Wypadki tego rodzaju podrażają znacznie budowę, są jednak w razie nagłych ulewnych deszczów w toku budowy prawie że nie do uniknięcia. Celem zabezpieczenia żłobu przed zniszcze-

RZUT

PI ONO WK

cu

.<*

VC

nwRflł

*    I k- -s $: m ••$*■

*    #.: ••

Cr---

RZUT FO Z10 MK

rêm

i->^r

rTV-r~- s '' ^ *---'» ' r~-»*    ca7"'

! rF

ÜH

Ź; Ti

\Uî

-7

••

<'7y)    ■

; v..    \-<    •■ •/'-r

jpgt-:

L-i

/* (

*V

V’Ą.

y-y

Przekrój Hâ-b"

007m.

0;0    4    2

5m.

Rys. 61 a.

przekrój żłobu,

przekrój Irapezcwy z łękiem.

Rys 62.

Rys. 63.

niem względnie ceiem zmniejszenia szkód dajemy w pewnych odstępach n. p. co 20—50 m. wzmocnienia w formie pasów z betonu lub kamienia ■łamanego na cemencie (patrz Rys. 64). W razie uszkodzenia żłobu zer-

A-B

Przekrój poprzeczny .C-D"

..........'-7-6    .....

........i-6-4 ---

.3

U« J - 40

p-

‘~4 0^--2-0 -*-1

Rzut poziomy

y~;:

: Jt !._L

I ii

I:.:'i

;:.v

i?T

» .* .

-:'0

r:

Przekrój ß-F

IgPwiP¹

g-f. * f Ç 7”-

Rys. 64.

wanie tegoż ogranicza się na przestrzeni między dwoma sąsiedniemi pasami. Jak już wspomniano budujemy żłoby prawie zawsze z kamienia łamanego na sucho. Jeżeli budowa jest solidnie wykonana, to woda nie będzie się ■dostawać pod spód żłobu, przyczem drobne luki między pojedynczemi kamieniami szybko ulegają zamuleniu.

>>

hfc..

#*■*$!*’

■rai

** ■ i

Pi ^

■k pJ^M

■??SÜi

à •>—

V>

*v3

NJ

gc

HSC

Ryc. 65. Żłób wykonany z kamienia łamanego na sucho na potoku Cięcinie.

•j. -Ł-.. :

... j*.

Z im

V*

<»►

/w

Ryc. 66. Potok w Myślen cach przed zabudowaniem.

gigu>

/Ił*

Ryc. 67. Potok w Myślenicach po zabudowaniu żłobem.

■V

F*s

%S«F * '

I l il

| ÿj

<*

i v\..

il I fi I

!.*Ü aà *»

Ryc. 68. Źtób kamienny na potoku Kryniczance w Krynicy.

Ze względów oszczędnościowych nie budujemy zwykle całych żłobów z kamienia łamanego. Dolną część całego przekroju obliczonego na w. w., która ma ująć tylko doroczną w. w. (Q₃ Iszkowskiego) tworzy łękowate łożysko kamienne, dla ujęcia zaś w w. budujemy wały ziemne (patrz Rys. 64). Wały ziemne bpduje się w nachyleniu 1:1*5 i darniuje zazwyczaj tylko do wysokości, do której ma sięgać w w., resztę zaś t. j. około 0 5 m. obsiewa się natychmiast po wykończeniu mieszankami traw dla możliwie szybkiego spowodowania zadarnienia.

Przekrój poprzeczny,

Przekrój podłużny

>*

o-- —

JĄ

mi

_ Rys. 69.

Przy budowie takich łożysk wychodzimy z założenia, że należy odrazu przygotować łożysko do ujęcia w. w. Z pojawianiem się rzadko występujących nadzwyczajnych w. w. nie musimy się liczyć i dlatego nie darniujemy wałów powyżej linji w. w. lecz tylko obsiewamy i czekamy na zadarnienie ich, co zazwyczaj nie trwa dłużej jak jeden rok.

Co się tyczy samego wykonania żłobu, to należy jeszcze zauważyć, że na dnie żłobu kładziemy największe kamienie i to najdłuższym wymiarem w kierunku odpływu wody a najszerszym w dół tak, by stykały się z wodą swą najwęższą i najdłuższą powierzchnią. W ten sposób ułożone kamienie zdoła woda najtrudniej poruszyć. Żłób buduje się podług szablonów, ustawionych w pewnych odstępach, a to w krzywiznach gęściej natomiast na prostych rzadziej.

Zwracam uwagę na tę okoliczność, że żłoby kamienne zadarniają się z biegiem lat i dlatego też należy przy obliczeniach chyżości wody od-razu uwzględnić odpowiedni spółczynnik szorstkości*)

b) Połączenie żłobu z zaporą.

Należy tu jeszcze wyjaśnić sposób połączenia zapory ze żłobem. Bruk zapory ma kształt trapezu a żłób kształt łęku. Szerokość bruku jest zawsze większa jak szerokość żłobu, wobec czego przejście z jednego przekroju

j.

/>

it

ty

/r.

nr

Ryc. 70. Żłób wykonany z kamienia łamanego na sucho na potoku Cięcince. Na łuku wklęsłym szkarpa wałów obrukowana. Wały odar-niowane do wysokości w. w., powyżej obsiane mieszankami traw.

w drugi musi się odbyć na pewnej krótszej lub dłuższej partji zwykle 5—20 m, zależnie od różnicy obu przekroji pod względem wielkości. Ponieważ bruk zapory jest zawsze poziomy a żłób posiada większy lub mniejszy spadek, przeto przejście takie przedstawia nieestetyczny wygląd. Dlatego też bruk zapory budujemy w kształcie łęku i o takiem samem nachyleniu, jaki posiada żłób. Połączenie tego rodzaju nie sprawia żadnych technicznych trudności a budowla posiada estetyczny wygląd. (Rys. 72). Jest to jedyny wypadek, gdzie bruk zapory może być budowany w spadku.

c) Budowa łożysk k a m i e n n y c h (Ryc. 73, 74).

Budowa łożysk kamiennych o przekrojach trapezowych nie wymaga bliższych objaśnień. (Ryc. 75, 76). W każdym razie dno ich powinno być zawsze budowane o kształcie łękowatym, by woda nawet przy drobnych

*) Potok Cięcinka w 20 lat po zabudowaniu. Czasopismo techniczne r. 1933 Nr. 21.

il

il

'ï

■3

-----a,

n»

m u

rlP

Vf-

'i

/i

ri

lîl

«st«

r¹

15

i?

•'i

â

il

ii

il

•S

'S:

--ci

opo* *    8    3

*    3 e 7    8 . B /Orn.

Rys. 71.

RZUT P/ONOWK

71

rv=y

iJ

R Z Ut PO Z10MK

------Q

PRZEKRÓJ na-ö"

v//ÆË^:rT~

%r.0!

Rys. 72.

ÎT ;

Si

t*r

Tu

yyjj

tSefcś-

VV

._-2,

Ryc. 73. Regulacja potoku Langbath, wykonana na w. w. z kamienia łamanego na zaprawie cementowej. Dno łękowate. W regulacji wybudowano jaz zastawkowy, celem doprowadzenia wody do obok położonego tartaku.

rl

a? ■

w..

■■ '/.f

Ryc. 74. Regulacja jak ryc. 73.

fp

pwS

»I

tsg

«s-*»

J

iii W .

£ JLß

ssfftS

^jjij

ä......-•

m,4

?C

:n i 'V ^

Wh , 4 -ifeS*

BäDaäÄf

Ryc. 75. Regulacja zestopniowana zaporami, wykonana na potoku Desnie. Końce bruków zaopatrzone zębami typu inż. Lederera.

~r

» * I,

*\

Ryc. 76. Regulacja potoku Desny zaopatrzona w stopnie.

objętościach płynęła skoncentrowana i nie osadzała namułu oraz mogła spłukiwać nieczystości. Łożyska takie budujemy zazwyczaj pośród osiedli ludzkich i dlatego zanieczyszczanie tychże jest nieuniknione. Dlatego też w wielu wypadkach budujemy powyżej osiedla ruchomy jaz, który w pewnych okresach zamykamy a nagromadzoną wodę wypuszcza się nagle i w ten sposób przeprowadza się oczyszczanie łożyska. W ten sposób odbywa się n. p. w czasie posuchy lub niskich stanów wody czyszczenie regulacji potoku Langbath, przepływającego przez miasteczko Ebensee.

Jeżeli wśród osiedla mamy bardzo mało miejsca pod budowę łożyska, to przekładamy trasę poza obręb tegoż, a w łożysku potoku, płynącego przez osiedle, pozostawiamy tylko tyle wody, ile potrzeba dla celów gospodarczych.

Wyjaśnić tu muszę, że omówione powyżej budowle wykonujemy tylko

wyjątkowo w obszarach zbiorczych potoków. Natomiast stosowane one są częściej w szyjach a przedewszystkiem na stożkach usypowych potoków, a zwłaszcza tam, gdzie chodzi o ujęcie całej w. w. w zwartych łożyskach kanałowych o najmniejszych przekrojach. Będzie to mieć miejsce wśród osiedli ludzkich lub wartościowych gruntów. Jeżeli natomiast mamy do czynienia z odsypiskami lub małowartościowemi gruntami oraz mniejszemi spadkami, to stosujemy najczęściej regulację progową na w w. (Rys. 77, Ryc. 78).

d)    Budowa regulacyj progowych.

Przekrój takich regulacyj jest dwuczęściowy. Przekrój dolny ma ująć t. zw. śr. w. w.*), zaś między wałami ma się pomieścić cała objętość w. w. Wały buduje się od strony wody o nachyleniu 1:2 i obsiewa mieszankami traw. Kosztowne darniowanie wałów jest tu zazwyczaj zbyteczne, a to z tych powodów, że, jak to już wyżej wspomniano, regulacje takie budujemy tylko przy małych spadkach, przyczem szerokość przekroi w stosunku do ich głębokości jest dość znaczna. Z tych powodów mamy tu do czynienia z małemi chyżościami wody, które nie powodują tak łatwo uszkodzenia świeżo usypanych wałów i dozwalają na zadarnienie tychże zapomocą obsiewu, co trwa zazwyczaj niedłużej jak jeden rok. Przekroju dwuczęściowego używamy z tych powodów, że w naszych warunkach posiadają potoki bardzo małe objętości normalnej wody. Chcąc więc, o ile możności, nie dopuścić do osadzania namułu, ujmujemy te małe objętości wody w jak najwęższych przekrojach.

e)    Budowle z siatek drucianych.

W ostatnich czasach znajdują skrzynie siatkowe coraz więcej zastosowania jako materjał budowlany tak przy budowie opasek jak i regulacji

*) Zabudowanie górskich potoków, Część I.

t.

"■

■V

Przekrój poprzeczny A~B.

--------z/Ätf —

rr,r;^

*j f f j»

V-

!..

V • <* /*jä

Rzut poziomy

Im

■i

;■

-OQJ

■U

•;

f-

'ii

in

■jk

y.

Al

I*—

c~7 ‘

• - ~ - CD V

V.

Przekrój podtuznyC-D^

^ 'rWcr^‘₁~

’ r'

Rys. 77

■ ■ * i: '

îmw

lilii

v'-

Sä

s*

w

m$Ę& 3

______

*

HH

Ryc. 78. Regulacja progowa na w. w. wykonana na potoku Cięcince.

na w. w. W r. 1932 wykonano z siatek drucianych regulację progową na w. w. na górnej Wiśle powyżej letniska Wisła*) (Ryc. 79, 80). Opaski tej regulacji wysokie na 1 m. (Rys. 8\) sporządzone są z siatek drucianych wypełnionych kamieniami. Opaski te oparte są na przestrzeni niezabezpieczonej zapomocą progów, na skrzyniach drucianych (Rys. 82), zaś na przestrzeni zaopatrzonej progami na kiszkach faszynowych (Rys. 83). Ponad opaskami wznoszą się 1*5 m. wysokie wały, wyłożone od strony wody kamieniami i wzmocnione w pewnych odstępach żebrami (Rys. 84, 85)

îrJt

Sk;

si'

t*

ósr ⁴ M

A

Si?

'V.

km

VU N

-w?

ni

Ryc. 79. Regulacja górnej Wisły powyżej miejscowości Wisła. Na pierwszym planie widać jaz oraz opaski oparte na skrzyniach drucianych. Dno regulacji nie jest zabezpieczone progami.

z siatek drucianych. Przy regulacji zastosowano typ progów drewnianych z zabazpieczeniem przedpola zapomocą dyli drewnianych. Typ ten okazał się bardzo odpornym.

Kończąc ten rozdział, zwracam jeszcze uwagę na ^onieczność x>dpo-wiednio głębokiego założenia niwelety dna tego rodzaju Fegułacji a prze -dewszystkiem dna regulacyj prowadzonych wśród osiedli ludzkich. Reg u lacje takie mają bowiem na celu nie tylko odprowadzanie w. w., lecz także mają działać odwadniająćo na sąsiednie grunta. Dlatego też niweleta dna musi być odpowiednio głęboko założona, a to wśród osiedli conajmniej poniżej dna piwnic sąsiednich domostw.

*) Czasopismo Techniczne, Lwów 1934.

trr>

■■***■■ <•<

^csKfrkizxr.'.

ggj.- '

P»

■: ^pi

‘ «^SH

sa&kk-,

Ryc. 80. Regulacja górnej Wisły. Dno zabezpieczone progami, opaski oparte na kiszkach faszynowych.

dr ul 42

Co

CD

I®

■'.s

Co

Ch

ió

CD

'O-R-Ą—S-R } *+* P R—-

H

(ł>

57-

Podział Ra:

5 m.

0:0,05 12    3    4

Rys. 81. Rozwinięta skrzynia siatkowa opaski.

Usytuowanie niwelety wymaga dużej przezorności, gdyż przez ewentualne za głębokie założenie tejże można spowodować przesuszenie sąsiednich gruntów.

2. PrzeszKodzenie Korozji.

Jeżeli woda nie może pogłębiać dna a trafia na słabszy materjał brzegów, to następuje korozja. Zarywanie brzegów jest mniej niebezpieczne

k— 30—H ______

ijir

_4......*mr

wam

40 —►

•'o

Podział Ra:

____

00 40 20 30 40 50 GO 7. 0 m.

i—«— I mr

R^s. 8^.

30

______:

g

CN

lT

+4-5M ^0-3 "

Podziafka:

00 1    2 3 4    5 G 7m.

Rys. 83.

jak zarywanie dna, gdyż woda rozpłaszcza się i nie ma już tak wielkiej siły jak w pierwszym wypadku t. j. przy pogłębianiu dna. O ile brzegi zbudowane są z silnie spojonego materjału, to ściany ich mogą być prawie prostopadłe i dopiero przez podmycie mogą ulec oberwaniu.

Korozyjną działalność wody możemy zwalczać zapomocą budowy zapór oraz opasek podłużnych (patrz Rys. 53). Jeżeli wybudujemy szereg zapór, to dno potoku podnosi się, poczem stoki mogą układać się o łagod-niejszem nachyleniu niż pierwotnie. Woda nie może ich już tak łatwo zarywać. Przez budowę zapór zabezpieczamy podnóża stoków a jeżeli nachylenie stoku po ułożeniu się odpowiada kątowi zesypu danego mate-rjału, to stok uspokaja się szybko i zadarnia Jeżeli jeden brzeg jest ska listy a drugi zaś mało wytrzymały, to gardła zapór skierowujemy ku brzegowi skalistemu i w ten sposób odsuwamy wodę od brzegu zarwistego. Celem pewniejszego zabezpieczenia stoków możemy, o czem już poprzednio wspomniano, połączyć ze sobą poszczególne stopnie lub zapory zapo-mocą opasek podłużnych.

Co się tyczy opasek, to budowane one mogą być z betonu, kamienia łamanego na zaprawie cementowej, z kamienia na sucho z siatek

----------

30 -A

drul 38 mm,

OD

druida m m V

-M-

1Ï⁴⁰

'18

38 $

^@1 38 ł

3 8 T ®

tw

1W~ 3 Ot -

5 m.

00 05 4

Podziafka:

Q0'0;5 12    3    4

Rys. 84. Rozwinięta skrzynia siatkowa żebra w opasce.

Podziafka:

4 5m

Rys. 85. Rozwinięta skrzynia siatkowa żebra w wale.

drucianych, wypełnionych kamieniami, z faszyn lub wreszcie z drzewa jako t. zw. kaszyce jedno lub dwuścienne o konstrukcji zasadniczo identycznej z konstrukcją zapór drewnianych jedno i dwuściennych. Zwracam uwagę, że opaski znajdują przy zabudowaniu górskich potoków jako budowle zabezpieczające przed korozją bardzo mało zastosowania. Wszystkie tego rodzaju budowie, które zresztą bardzo rzadko stosowano przy zabudowaniach w Małopolsce, uległy prawie zupełnemu zniszczeniu. Charakter potoków jest tego rodzaju, że wymaga zregulowania względnie zabudowania w sposób ciągły a nie sposobem tylko lokalnych zabezpieczeń. Najczęściej ulegają one zniszczeniu wskutek pogłębienia dna łożyska lub obejścia tychże przez wodę. Jeżeli jednak, zazwyczaj ze względów oszczędnościowych, decydujemy się na budowę opasek, to musimy równocześnie wzdłuż tychże zabezpieczyć i dno potoku przed' erozją zapomocą progów lub też zapomocą pasów, budowanych najczęściej z kamienia łamanego na zaprawie cementowej, których korona znajduje się w równej wysokości z dnem potoku.

3. NieszKodliwe odprowadzenie wód gruntowych.

a) Ogólne objaśnienia.

Z tego rodzaju wodą mamy często do czynienia w zlewniach potoków, której szkodliwa działalność prowadzi niejednokrotnie do poważnych usunięć stoków i w ten sposób dostają się masy rumowiska do łożysk potoków. Dlatego też przy projektowaniu zabudowań musimy zwracać baczną uwagę na zagrożone stoki. Stoki takie łatwo można poznać n. p. po nienaturalnem sfałdowaniu terenu, po licznych rysach i pęknięciach, ciemniejszej barwie od otoczenia, ukośnym wzroście drzew i t. d.

Z ukształtowania powierzchni usuwiska możemy wnioskować o układzie warstwy leżącej. Jeżeli warstwa leżąca jest równomiernie nachylona, to rysy i rozdarcia warstwy wiszącej występują tylko u góry, reszta zaś usuwiska utrzymuie się jako całość. Jeżeli natomiast warstwa leżąca jest nierówna, to warstwa wisząca wykazuje na całej swej powierzchni dużo rozdarć i zagłębień Jeżeli spadek warstwy leżącej zmniejsza się wybitnie ku dołowi, to u góry mamy do czynienia z rozdarciami warstwy wiszącej a u dołu z wybrzuszeniem tejże. Ma zmniejszanie się spadku warstwy leżącej wskazują nam też wierzchołki drzew, pochylone w przeciwnym kierunku do kierunku ruchu usuwiska.

Wskutek zwiększonego jednostronnego ciśnienia warstw wiszących może nawet nastąpić podniesienie dna potoku.

Prawie we wszystkich przypadkach usuwisk, z któremi zetknąłem się w mojej praktyce budowlanej, przyczyną tychże były zagłębienia terenu powyżej usuwiska lub też w górnej partji tegoż. Zagłębienia takie mogą być spowodowane dawniejszemi usunięciami terenu lub ręką ludzką n. p. przez wydobywanie kamieni i t. p. W zagłębieniach tych gromadzą się w porze zimowej masy śniegu, a woda powstała w czasie tajania, zwłaszcza nagłego, nie mając odpływu wsiąka w ziemię i dostaje się do warstwy nieprzepuszczalnej, którą, o ile jest zbudowana z iłów lub łupków łatwo rozmiękcza i powoduje obsunięcie się stoku. Najczęściej wydarzały się takie obsunięcia po zimach obfitujących w wielkie opady śnieżne. Bezpośrednim zaś powodem ruchu usuwiska było prawie zawsze podmycie tegoż przez wody potoku a zatem pozbawienie oparcia i zakłócenie istniejącej równowagi.

Aby doprowadzić do uspokojenia usuwiska, powstającego przez podziemne działanie wody, należy:

1.    Ująć wsiąkającą wodę i odprawadzić ją w sposób nieszkodliwy przez warstwy obsuwające się.

2.    Utrudnić wsiąkanie wód pochodzących z opadów deszczowych.

W pierwszym wypadku musimy przeprowadzić odwodnienie danej /powierzchni zapomocą sączków, przez co uzyskamy osuszenie powierzchni

- no

ślizgowej a tem samem zwiększenie tarcia. Przez odwodnienie zmniejszy się również i ciężar warstwy wiszącej.

W drugim wypadku natomiast, musimy zapomocą budowy żłobów ułatwić jak najszybszy i nieszkodliwy powierzchniowy odpływ wód opadowych.

Przy projektowaniu odwodnienia musimy przedewszystkiem stwierdzić, w jakiej głębokości znajduje się warstwa nieprzepuszczalna. Do niej bowiem powinny sięgać sączki odwadniające. Uzyskanie potrzebnych danych, do zaprojektowania odpowiednich budowli odwadniających, natrafia niejednokrotnie na duże trudności. Musimy bowiem zbadać pochodzenie wody, uwarstwowienie ziemi, przebieg warstw nieprzepuszczalnych, co zazwyczaj powoduje przeprowadzenie kosztownych wierceń. Dopiero na podstawie sporządzonego przekroju geologicznego możemy uzyskać obraz podziemnego ruchu wody. O pochodzeniu wody wysączającej się ze zboczy możemy się w pewnych wypadkach przekonać przez barwienie miejsc prawdopodobnego wsiąkania wody.

Ponieważ warstwy nieprzepuszczalne leżą często bardzo głęboko, przeto i budowa sączków połączona jest nietylko z wielkiem niebezpieczeństwem dla robotników lecz także wymaga nakładu znacznych kosztów.

Tu przytoczę ceny jednostkowe, jakie uzyskano przy osuszaniu usuwiska w Młynnem w b. Galicji. (Rys. 86).

1 mb. sączków głębokich na 4—6 m. kosztował 19 36 koron austr.

«    »    «    « 6 — 9 m.

n    »    »    «i 8 12 m.

Usuvisko w Mfynnem

Przekrój. sączka

p - - -Ste ■ • —

warsltry

aluvjalne

poszczególne bloki skalne

i

Im

S?s

mókry H z ptaskietf i pojedyncze wielkie kamienie

nieprzepuszczalna

warsbra

Rys. 86.

39'00

59-67

przyczem 1 mz bruku żłobu kosztował 2'6 kor., 1 mb. sączka na dnie 2'97 kor., wykop 1 m³ ziemi od 1 3 —28 kor. a 1 m² rozpierania wykopu (robocizna, deski i rozpory, które używano kilkakrotnie) 012 kor. Ceny powyższe trzebaby w dzisiejszych czasach podwoić.

b) Budowa sączków.

Otwartych rowów odwadniających nie budujemy, gdyż te mogłyby w terenach skłonnych do obsunięć łatwo ulec zniszczeniu. Natomiast prawie zawsze stosujemy budowę sączków (Rys. 87). Do wypełnienia sączków używamy materjałów znajdujących się na miejscu a przedewszystkiem kamieni, a następnie faszyn, drzewa i t. d. Sączek musi mieć opar-

cie u wylotu, a więc n. p. wylot jego przeprowadzamy przez mur, stanowiący podporę usuwiska a zarazem i oparcie sączka. Jeżeli sączek jest bardzo długi, to trzeba porobić pośrednie punkty oparcia w postaci poprzecznych murów. Sączek główny zakłada się najczęściej w kierunku spadku stoku, natomiast sączki boczne ukośnie. Sączki powinny być o ile możności elastyczne, by przy drobnych ruchach usuwiska nie traciły swej ciągłości. Jak już poprzednio wspomniano, sączki powinny sięgać do warstwy nieprzepuszczalnej. O ile nie mamy do czynienia ze skałą lub ze zwięzłą warstwą nieprzepuszczalną, to dno wykładamy kamieniami. Kamie-

esęssss?

wmsm,

W.

a-Ł

ęb

V'

Sb

***-£?•

U—¹⁵³

■SĄ

Rys. 87.

*••*. ^cV-vjtcfJÛJcBL,

Rys. 89.

Rys. 88.

nie używane do wypełnienia sączków należy wpierw oczyścić z ziemi lub namułu, by nie ułatwiać zamulenia sączka. Lepsze są kamienie nierówne o ostrych krawędziach, gdyż przy wypełnianiu rowów pozostawiają więcej próżnych miejsc niż kamienie okrągłe t- zw. otoczaki. Jeżeli zbadamy, że sączki mają prowadzić większą ilość wody, to budowę wykonamy jak • (Rys. 88). Mniej więcej w połowie głębokości sączka dajemy warstwę igliwia lub mchu celem uniemożliwienia zamulenia sączka od góry. Opisane powyżej sączki mają tę wadę, że przy najmniejszych ruchach terenu ♦racą swą łączność. Chcąc tego uniknąć, dajemy w dnie takich sączków kiszki faszynowe (Rys. 89), które nie tylko utrzymują sączki w łączności, lecz służą także do odprowadzenia wody.

Rys. 90 przedstawia sączek sporządzony z czterech żerdzi, między które wkłada się deski ułożone na krzyż a całość otacza się chrustem. Zamiast żerdzi możemy zastosować rynny drewniane o przekroju trójkątnym (Rys. 91). Brzegi desek, z których rynna jest utworzona, mają sięgać jedne ponad drugie.

W ten sposób skonstruowane sączki zagłębia się w wykopanych rowach, które wypełnia się kamieniami.

Sączki boczne’ prowadzone ukośnie, wpadające do głównego sączka, muszą być od strony górnej wypełnione kamieniami (Rys. 92).

yiX&k.X*-'

Aby utrudnić wsiąkanie wód opadowych, wykładamy wierzch sączków budowanych w najgłębszych miejscach usuwiska kamieniami w formie żłobów, które chwytają wodę i odprowadzają ją powierzchownie (Rys. 93,94).

Zdarzy się niejednokrotnie, że sączki ulegają zamuleniu a znalezienie miejsca zamulenia jest bardzo uciążliwe. Aby sobie tę czynność ułatwić, budujemy w odstępach co 20—40 m. szyby kontrolne, zapomocą których można łątwo stwierdzić nieczynną część sączka (Rys. 95).

Po uspokojeniu usuwiska musimy przeprowadzić jego zadarnienie lub zalesienie. Zadarnienie stoków możemy uskutecznić przez wysiew. Najlepiej używać do tego celu mieszanek różnych nasion traw. Zmieszane gatunki traw, posiadających płytsze lub głębsze korzenie lub też rozpłasz-

Suczek boczny

Z-

71

. ■>

Rys. 90.

ÿjp

■'S"-'

ys»'* ;

Rys. 91.

"v',v

Cp

Rys. 92.

czający się system korzeniowy, łączą doskonale wierzchnią warstwę gleby..

. O ile powierzchnia stoku jest bardzo nierówna, to zalesienie musi poprzedzić zeszkarpowanie stoku. Następnie wyplatamy stok płotkami w szeregach poziomych. Odległość szeregów płotków od siebie wynosi zazwyczaj 1 m., mierząc po pochyłości stoku, przyczem należy jeszcze zauważyć, że płotki mają bardzo mało wystawać ponad teren.

c) Zalesienie usuwisk.

Zalesienie musimy przeprowadzić sadzonkami drzew, których drzewostany nie powodują zbyt dużego obciążenia stoków. Najlepiej nadają się tutaj drzewa dające się prowadzić odroślowo. W naszych warunkach nadaje się najlepiej do tego celu olcha szara, sadzona jako bezpieńki. Olcha jest mało wymagającą od gleby, szybko rosnącą i dobrze zakorzeniającą się nawet w najgorszych warunkach siedliskowych. Sadzonki należałoby wyprodukować w rozsadnikach (szkółkach) zakładanych w pobliżu * miejsca użycia. Wysadzenie bowiem sadzonek wyprodukowanych w tym samym klimacie, daje nam największą gwarancję udania się zalesienia. Jak wspomniałem, sadzić należy bezwarunkowo bezpieńki t. zn. każdą

sadzonkę należy bezpośrednio przed wysadzeniem ogłowić ostrym nożem. Z własnej praktyki wiem, że ilekroć sadzono całe sadzonki, to zalesienie nie udało się lub też wyniki były bardzo nikłe, które wymagały bardzo znacznych uzupełnień. Natomiast sadzenie bezpieńków dało zawsze jak najlepsze rezultaty. Ponieważ zakładanie rozsadników opłaca się tylko przy większych zalesieniach, przeto najczęściej kupujemy gotowe dwuletnie sadzonki u dotyczących solidnych firm. Sadzenie wykonywać należy w jesieni, gdyż przeciągająca się zazwyczaj w naszych warunkach zima, utrudnia przeprowadzenie zalesień w porze wiosennej. Mniej więcej za 8—10 lat wyrośnie gęsty zagajnik, który należy wyciąć, by nie obciążać zbytnio stoku. W ten sposób uzyskujemy nietylko związanie terenu korzeniami ściętych drzew lecz i ich odrośli.

-20

?Cj. >

iW-

Rys. 93.

Rys. 94.

d) Osuwisko w Terszowie.

Jako typowy przykład usuwiska spowodowanego podziemną działalnością wody może posłużyć usuwisko w gminie Terszowie koło Starego Sambora. Usuwisko to tworzy stok opadający do Dniestru, zwrócony ku wschodowi. Warstwa wisząca składająca się z gliny i iłu, w której tkwią pojedyncze duże kamienie, spoczywa na podłożu z piaskowca karpackiego. Między obu warstwami znachodzą się cienkie warstwy łupków ilastych. W środku usuwiska znajduje się zagłębienie, w którem od strony zachodniej występują prostopadłe ściany skalne Zagłębienie to świadczy, że przed laty miało tu miejsce obsunięcie się stoku. Przemawia za tern jeszcze i ta okoliczność, że skaliste brzegi, występujące poniżej wymienionego usuwiska a biegnące wzdłuż rzeki, pokryte są miejscami warstwami alu-wjalnemi, stanowiącemi resztki suwu, który nastąpił przed laty, a którego materjał usunęły częściowo z biegiem lat wielkie wody Dniestru. W latach 1906 — 7 zaczęto w najwyższej części zagłębienia t. j. tam, gdzie występują skały, wydobywać kamienie. Ponieważ jednak kamień w doborowym gatunku znajdywał się tylko w małych ilościach, przeto musiano

przy wydobywaniu go odrzucać dużo bezużytecznego materjału. Materjał ten składano w środku oraz nad krawędzią zagłębienia, przez co obciążono nadmiernie skłonny do obsunięcia się stok. Po długotrwałych deszczach w lecie 1908 obsunęły się masy materjału i zasypały część łożyska Dniestru. Przez obsunięcie się stoku zwiększyło się znacznie istniejące zagłębienie i powstał w niem szereg dołów, które napełniały się wodą z opadów deszczowych a częściowo i z kilku drobnych źródeł występujących na stoku. Następnie zaczęły się ukazywać nowe sfałdowania i roz-

«N (V, <S

§ §' S

h4

Q cS g

Szyb konlrofny

£>'■

fi

twaj*c*

wa

nl •

•o

Szyb konlrofny

Tk-;.;

j/ę S

wątli

.-.ii

?r--

p|-/8PUS

’C:2t r

Z fot kemie nny dfa odprowadzenia.

lilii

ii

o»    C)    VO

8    §    I

*ody spływającej po sloku.

li Ili

Przekrój podłużny sączki r s/y tam/ konlrofneml,

Podziafka wysokości:

Podziafka dfugości:

00/10 20 30 40 50 60m 00 1 2 3    4 5 Gm.

Rys. 95.

darcia terenu, które świadczyły o tem, że po obfitych opadach deszczowych mogą nastąpić nowe obsunięcia. Obsunięcie stoku spowodowała ta okoliczność, że warstwa wisząca leżała na warstwie łupków ilastych, nachylonej do Dniestru pod kątem 30° i tworzącej dogodną powierzchnię ślizgową. Przed rozpoczęciem wydobywania kamienia spływały wody opadowe po całym stoku, po otwarciu natomiast kamieniołomu powstało wiele dołów, które ułatwiły wsiąkanie wody z opadów deszczowych. Woda przedostała się do warstwy łupków, którą rozmiękczyła i zmniejszyła tarcie między obu warstwami, wskutek czego warstwa górna zsunęła się w dół. Objętość zsuniętego materjału wynosiła około 150.000 m³.

Celem uspokojenia usuwiska zaprojektowano dwa sączki odwadniające, wypełnione kamieniami, sięgające do warstwy nieprzepuszczalnej

a rozpoczynające się przy skałach, występujących w zagłębieniu- Sączki zaprojektowano w najgłębszych miejscach, a wierzch ich zaopatrzono w żłób kamienny dla umożliwienia szybkiego odprowadzenia wód opadowych. Celem zebrania wody z całej warstwy nieprzepuszczalnej, zaprojektowano szereg mniejszych sączków bocznych, znąjdujących ujście w poprzednio wymienionych dwu sączkach głównych. Powyższy projekt uspokojenia usuwiska nie został dotychczas wykonany.

e) tisuwisko w Schrattenau.

Nadmienić tu wypada ogólnie, że mimo dokładnie stwierdzonej przyczyny usuwiska i opracowania projektu osuszenia tegoż nie należy nigdy odrazu wykonywać przewidzianych w projekcie robót w całym rozmiarze. Należy najpierw wykonać tylko pewną część robót n. p. próbne sączki a poczynione spostrzeżenia mogą być dopiero wskazówką co do dalszego postępowania. Może się bowiem zdarzyć, że już te próbne budowle doprowadzą do uspokojenia usuwiska, lub też dostarczą nam spostrzeżeń, na podstawie których dalszy przebieg robót około osuszenia usuwiska przybierze inną formę niż ta, którą przewidziano w dotyczącym projekcie. Zdarza się dalej i to dość często, że już przy powierzchniowem odprowadzeniu wody osiągniemy uspokojenie usuwiska, odstępując n. p. od wykonania głębokich i kosztownych sączków. Przytoczę tu charakterystyczny przykład uspokojenia usuwiska w Schrattenau w Rustrji Wyższej, położonego w bliskości gościńca z Scharnstein do Gmunden, które osiągnięto przez powierzchniowe odprowadzenie wód pochodzących z opadów deszczowych. (Jsuwisko to przedstawiało się bardzo groźnie, gdyż cały olbrzymi stok górski, przesiąknięty obficie wodą, zesuwał się powoli w dół. Ze względu na rozmiar usuwiska oraz głęboko leżącą warstwę nieprzepuszczalną spróbowano uspokoić usuwisko przy pomocy jak najszybszego odprowadzenia wód opadowych. Początkowo budowano płytkie łożyska kamienne, które spełniały dobrze swoje zadanie. We wszystkich łożyskach płynęła obficie woda i zdawało się, że w ten sposób będzie można uspokoić usuwisko. Pewnego dnia nastąpił jednak ponowny nieznaczny ruch usuwiska i wszystkie budowle uległy zniszczeniu. Potem zastosowano łożyska drewniane, zbudowane z dobrze uszczelnionych długich dyli. Budowle te okazały się bardzo celowe i usuwisko wkrótce zostało uspokojone.

Wkońcu zauważę, że jeżeli powierzchnia usuwiska jest zawilgocona, to oznacza to, że warstwa wisząca jest mało przepuszczalna i wtenczas uspokojenie usuwiska zapomocą powierzchniowego odprowadzenia wód z opadów deszczowych ma widoki powodzenia. Jeżeli natomiast powierzchnia jest zadarniona i względnie sucha, to uspokojenie usuwiska może niewątpliwie nastąpić tylko zapomocą sączków odwadniających, sięgających) o ile możności aż do warstwy nieprzepuszczalnej.

f) Przykład osuszenia usuwiska (Rys, 96).

Na prawym brzegu potoku znajduje się usuwisko a na lewym występują miejscami skały. Poniżej usuwiska zwęża się łożysko potoku. Zapomocą sondowania stwierdzono, że warstwę wiszącą tworzą aluwja, silnie przepuszczalne, warstwa zaś leżąca nachylona jest silnie ku potokowi i składa się z piaskowca karpackiego pokrytego warstwą iłdw. Pierwszą czynnością byłoby wybudowani poniżej usuwiska w p. a takiej zapory,, której zalądowisko sięgałoby jak najdalej — a więc najwyższej, jaką w danych warunkach można wybudować. Następnie tam, gdzie kończy

rWM

N b

M'a

Rys. 96.

się zalądowisko pierwszej zapory w p b należałoby mimo niestałego prawego brzegu, zaryzykować budowę drugiej zapory. Ponieważ na lewym brzegu występują skały, należy gardła zapór przesunąć ku temuż brzegowi, przez co odsuniemy wodę od prawego brzegu, t. j. od stopy usuwiska. Możliwem będzie, co się zresztą niejednokrotnie w praktyce zdarzyło, że już przez podniesienie dna potoku zapomocą budowy zapór, a tern samem przez stworzenie dla usuwiska mocnego podparcia, nastąpi uspokojenie tegoż i nie zajdzie już potrzeba wykonywania dalszych robót odwadniających. Gdyby jednak budowa samych tylko zapór okazała się niewystarczającą, należałoby w najgłębszych miejscach usuwiska wybudować sączki, sięgające aż do warstwy nieprzepuszczalnej i oprzeć je na. wybudowanym wzdłuż usuwiska kamiennym murze oporowym. Dla przy-

'kładu nadmienię, że przy zabudowaniu Bystrzycy w gminie Załokciu budowa tylko jednej większej zapory, bezpośrednio poniżej bardzo groźnego usu-wiska, przyczyniła się do jego uspokojenia w granicach wystarczających w zupełności dla celów zabudowania potoku, podczas gdy w projekcie (przewidziano uspokojenie go zapomocą budowy całego szeregu kosztownych sączków. Jest to jeszcze jeden więcej dowód i przykład, że nigdy nie należy wykonywać odrazu wszystkich zaprojektowanych robót, gdyż już po wykonaniu tylko pewnej ich części może nastąpić uspokojenie usuwiska.

g) (Jsuwisko w zlewni potoku Olchowatego.

Bardzo ciekawym i charakterystycznym był wypadek usuwiska w zlewni ;potoku Olchowatego.

Potok Olchowaty jest prawobrzeżnym dopływem rzeki Osławy (pow. sanocki). Podłoże zlewni tworzy piaskowiec karpacki, na którym spoczywają warstwy iłu eoceńskiego, przykryte przepuszczalnemi piaskowcami, łupkami i aluwjami. Ił eoceński odznacza się tern, że przy zetknięciu się z wodą staje się miękki i obślizły i jest bardzo skłonny do obsunięć, nawet przy bardzo małych nachyleniach. Potok Olchowaty posiada kilka bocznych dopływów. W zlewni jednego z tych bocznych potoków znajdują się tuż poniżej działu wód liczne zagłębienia terenu, w których zbierają się wody z opadów oraz śnieg. W zimie r. 1906-7 spadły olbrzymie masy śniegu, które wskutek nagłego podniesienia się temperatury w miesiącu maju szybKo stajały i z braku odpływu z zagłębień spowodowały przesiąknięcie całego terenu. Woda dostała się do nieprzepuszczalnej warstwy iłów, rozmiękczyła ją i spowodowała obsunięcie się stoków. Uruchomione masy materjału dostały się do potoku Olchowatego i posunęły się w łożysku jego około 200 m w dół, gdzie zatrzymały się z powodu zwężenia łożyska i załamania się w tern miejscu spadku potoku. Poza zatrzymanemi masami materjału powstało jezioro o głębokości 6—12 m, a grubość lawiny rumowiskowej wynosiła od 10—15 m.

Charakterystyczną rzeczą przy tego rodzaju lawinach jest posuwanie się na ich czole dużych kamieni, które przy zwężeniu się łożyska i zmniejszeniu spadku zaklinowują się i tworzą rodzaj zapory, poza którą układa się jako zalądowisko materjał lawiny. W wielu potokach znachodzimy ślady dawnych lawin rumowiskowych. Np. poniżej omówionej lawiny w potoku Olchowatym rozszerza się dolina i tworzy łąkę, na której wznosi się około 10 m. wysoki pagórek. Świadczy to o tern, że przed laty musiała się w tern miejscu zatrzymać lawina rumowiskowa, pochodząca z tego samego potoku co i obecnie, która w podobny sposób zamknęła dolinę i wytworzyła zaporę, na zalądowisku której powstała z biegiem lat łąka, a wody ;potoku wytworzyły sobie po obu stronach lawiny nowe łożyska.

Ponieważ w zlewni potoku, powyżej usuwiska powstało szereg rozdarć i zagłąbień, wskazujących na to, że stok jest skłonny do obsunięć, zaprojektowano uspokojenie stoku w następujący sposób.

Przy badaniach terenu stwierdzono, że warstwy nieprzepuszczalne znajdują sie w głębokości 15—18 m, i dlatego też ze względu na wielkie koszta nie mogło być mowy o dotarciu ze sączkami do nich. Zaprojektowano wiec w najgłębszych miejscach od dna wyżej wymienionych zagłębień w głębokości około 3 m, dwa główne sączki, które miały za zadanie odprowadzić wodę niemającą dotychczas odpływu. Sączki te miały ujmować wloty szeregu bocznych sączków, mających znowu za zadanie odprowadzać wodę z zawilgoconych części usuwiska. Następnie przewidziano wyłożenie wierzchu sączków żłobami, celem szybkiego powierzchniowego odprowadzenia wody z opadów deszczowych. Po wykonaniu tych robót zaprojektowano zeszkarpowanie, oplecenie płotkami i zalesienie powierzchni usuwiska. Zaznaczam, że robót tych dotychczas nie wykonano.

4. Utrwalenie rumowisKa leżącego w łożysKu

potoKu.

Do tego celu służą też budowle omówione w 1 i 2 rozdziale. Mam tu jednak na myśli przedewszystkiem budowę regulacji progowej na śr. w. wodę, przy pomocy której utrwalamy masy rumowiska, leżące w łożyskach potoków na stożkach usypowych. Budowę regulacyj progowych na śr. w. w. omówiłem w pierwszej części „Zabudowania górskich potoków“, dokąd też odsyłam czytelników.

W Czasopiśmie technicznem z r. 1933 zeszyt 8 ogłosiłem publikację pod tyt. „Krytyka zabudowania potoku Kocierza“, omawiającą również zagadnienia regulacji na śr. w. w.

5. Utrwalenie obsuwających sią stoKów.

a) Ogólne objaśnienia.

Utrwalenie stoków skłonnych do obsuwania się może nastąpić zapo-mocą zalesienia lub zadarnienia.

Przyczyną tego rodzaju obsunięć jest zazwyczaj pogłębienie dna łożyska potoku, wskutek czego nachylenie stoków staje się coraz bardziej strome. Chcąc zatem utrwalić takie stoki musimy przedewszystkiem nie-tylko zabezpieczyć dno przed dalszą erozją lecz także podnieść zapomocą zestopniowania i w ten sposób zapewnić im trwałą podstawę. Jeżeli bowiem podniesiemy dno, to stoki będą się mogły układać pod łagodniejszym kątem. Zasadniczo dopiero po ustaleniu dna będziemy mogli

przystąpić do samego utrwalenia stoków. Pierwszą czynnością będzie tu zeszkarpowanie zazwyczaj bardzo nierównych stoków i usunięcie z nich dużych kamieni i pni drzew. Zeszkarpowywanie odbywa się z góry w dół» przyczem materjał pochodzący ze szkarpowania zrzuca się w dół. Na tak zeszkarpowanym stoku nie będziemy mogli jeszcze wysadzać sadzonek» gdyż te byłyby narażone na spłukanie w czasie nawalnych deszczów. Musimy więc wpierw odpowiednio zabezpieczyć powierzchnię stoku. Uskuteczniamy to zapomocą płotków budowanych w linjach poziomych według przebiegu warstwie. Dopiero po wykonaniu ich można przystąpić do zalesienia. Zaznaczam, że płotki są budowlą przejściową, mającą utrzymywać się w dobrym stanie aż do czasu mocnego zakorzenienia się posadzonych roślin drzewnych. Po zakorzenieniu się sadzonek rola ich jest właściwie zakończona. Do obsadzania stoków nadają się najlepiej według dotychczas poczynionych doświadczeń sadzonki olchy szarej, graba i akacji. Przy doborze materjału sadzonek oraz wykonywaniu sadzenia należy przestrzegać zasad podanych już poprzednio w rozdziale 3. Celem utrwalenia stoków o niewielkich rozmiarach możemy użyć do wysadzenia sztubrów wiklinowych. Metody sadzenia sztubrów omówiono w I. części „Zabudowania górskich potoków“.

Należy tu zauważyć, że płotki, które mają za zadanie tylko czasowe utrwalenie stoków a nie zatrzymywanie materjału, powinny być prawie całkowicie zagłębione w stok i wystawać nie więcej jak 10 cm. Jeżeli byłyby wyższe to układający się poza niemi materjał mógłby spowodować obalenie płotków. Unikać będziemy wogóle sadzenia na bardzo stromych stokach, gdyż roboty przygotowawcze do tego celu są bardzo kosztowne a wynik takich zalesień będzie zazwyczaj bardzo wątpliwy. Tego rodzaju zalesienia stosuje się w bardzo wysokich górach np. w Alpach i tylko w wyjątkowych warunkach. O ile możności powinniśmy dążyć wpierw do nadania stokowi nachylenia, odpowiadającego szkarpie naturalnej danego materjału i dopiero potem utrwalać stok.

Doskonałe wyniki zalesienia stoków osiągnięto w krajach alpejskich w następujący tani sposób: Przedewszystkiem zabezpieczano stopę stoku zapomocą opaski kamiennej, (Rys. 97). Przyjmując następnie, że stok będzie się w przyszłości układał pod pewnem nachyleniem, odpowiada-jącem szkarpie naturalnej danego materjału, budowano ponad opaską podstawę przyszłej szkarpy o przewidzianem nachyleniu, złożoną z warstw świeżo ściętej wikliny i materjału uzyskanego ze stoku. Stoki takie niekiedy prostopadłe a nawet z przewieszkami, mające zabezpieczone podnóże zapomocą opaski, układały się w niedługim czasie według przewidzianego nachylenia poczem bardzo szybko następowało naturalne zadarnienie i zadrzewienie.

Roboty takie wykonywano na większą skalę w latach 1902 i 1904 na potoku Langbath (Austrja górna), gdzie po powodziach w latach 1897 i 1899 potworzyło się bardzo dużo zarwistych stoków. W roku 1924 a więc po około 20-tu latach oglądałem wyniki powyższych robót i stwierdziłem, że stoki są zupełnie uspokojone i doskonale zalesione świerkiem. Dlatego też stosowanie tego taniego a niezawodnie prowadzącego do celu sposobu utrwalania stoków należałoby jak najusilniej zalecić.

Zadarnienie stoków może nastąpić przez wysianie mieszanek traw, odbywa się jednak zazwyczaj samoczynnie przez nalot nasion na uspokojone stoki.

fy

<?>/

#'f •

Skafai 0-0 1 2 3 4 5 G 7m

w.w.

Rys. 97.

b) Przykład zabudowania stoków debry Poniżej podaję przykład zabudowania rozpadliny powstałej w mater-jale złożonym z piaszczystej gliny, która w normalnych warunkach nie posiada zupełnie wody i dopiero po deszczach nawalnych szybko napełnia się wodą, która zarywa dno i brzegi i uniesionym materjałem zamula poniżej położone pola. Celem zupełnego uspokojenia debry postanowiono najpierw utrwalić dno, a następnie zalesić stoki. U wylotu debry Rys. 98 zaprojektowano w dogodnym przekroju zaporę betonową, a od miejsca * dokąd sięgnie zalądowisko zapory, aż do końca rozpadliny, ubezpieczenie dna zapomocą płotków poprzecznych. Zapora ma służyć jako oparcie całego zabudowania a miejsce poza zaporą jako składowisko unoszonego z góry materjału. Trzeba bowiem przewidzieć tę ewentualność, że w czasie zeszkarpowywania zarwistych stoków, a więc w czasie kiedy materjał na stokach będzie rozluźniony, możemy mieć do czynienia z gwałtownym opadem deszczowym, który spowoduje uniesienie części materjału ze stoków i osadzi go poza zaporą. Gdyby tej zapory w danej chwili nie było, mogłyby być szkody wywołane przez zamulenie spowodowane gwałtownym

opadem deszczowym w czasie szkarpowania stoków daleko większe niż te, jakie bywały przed rozpoczęciem zabudowywania rozpadliny. Po zeszkar-powaniu stoków przewidziano założenie płotków biegnących po warstwi-cach a zagłębionych całkowicie w stok, i następne zalesienie stoków olchą szarą z domieszką akacji w stosunku 3:1.

g Sytuacja a

3100

3050

'Il

3000

Przekrój pod Fut ny

Podziafka dfugości:

00 20 40 60 80 100m.

295 0

:\

Podziafka wysokości

OC 2    4    6 a 10 m.

-1

2900

r_

2350 Wysokość upory

CN ç>

$ s

- 3007

- 2965

95 G Z-

-288 6

-2371

5982

2850

D/ugości

317

52}

lęiZl

19-3 6l

197-d

d22\

534

dm

Przekrój a-b

Podziafka:

00 2 4 6    8 10m

W'

*W-

r’-'j

i'"'

<pv

rv

L, :

Rys. 98.

W Małopolsce posiadamy kilka dobrze wykonanych zalesień stoków, z których opiszę poniżej zalesienie stoków (debr) w Glińsku i w Zniesieniu koło Lwowa.

c) Zabudowanie stoków (debr) w Glińsku.

Debry w Glińsku stanowią obszar zbiorczy potoku Wołcze. Podłoże tych debr tworzy kreda, na której spoczywają warstwy wapienia, a na tych

warstwy gliny z domieszką piasku, dochodzące do grubości 10 m. Gliny tej używano do wyrobów ceramicznych zaś wapieni na tłuczeń drogowy. Wskutek bezplanowego wydobywania gliny oraz głębokiego rozkopywania stoków celem uzyskania kamienia, co było połączone z bardzo dużym ruchem materjału, następowały po deszczach nawalnych a zwłaszcza po tajaniu śniegu na wiosnę, obsunięcia stoków. Wkońcu wytworzyły się trzy główne debry o bardzo stromych stokach. Głębokość tych debr dochodziła do 30 m, a spadek do 250—3OO°/₀₀ podczas gdy spadek łożyska potoku Wołcze wynosił od 3O°/₀₀ — 12°/₀₀. Olbrzymie masy materjału dostawały się do łożyska potoku, do którego uchodziły wyloty debr i docierały aż do wsi Glinsko. Mieszkańcy Glińska starali się bronić przed zamulaniem pól w ten sposób, że wzdłuż potoku sypali obustronne wały, które podnoszono do góry w miarę namulania łożyska. To doprowadziło do tego, że z biegiem czasu dno łożyska potoku podniosło się do 18m. ponad sąsiednie grunta. Masy unoszonego materjału były tak wielkie, że w czasie oberwania chmury w roku 1891 zostało kilka domów zasypanych aż po dachy.

Celem uspokojenia debr zaprojektowano utrwalenie dna zapomocą zapór oraz żłobów faszynowych, zeszkarpowanie i oplecenie stoków płotkami oraz zalesienie olchą z domieszką akacji. Na potoku zaprojektowano regulację progową na śr. w. w. przy pogłębieniu obecnego łożyska do 2 m. Wydobywania kamieni zakazano zupełnie a kopanie gliny ograniczono tylko do pewnych najmniej zagrożonych miejsc. (Ryc. 99.)

Zabudowanie wraz z zalesieniem wykonano w latach od 1897 —190U. Wyniki zabudowania były jak najlepsze. Wskutek bezplanowego wycinania zalesień w czasie w. wojny oraz braku należytej konserwacji w czasach powojennych, zabudowanie marnieje z roku na rok coraz więcej.

d) Zabudowanie debr na Zniesieniu. — Ryc. 100.

W północnej stronie Lwowa wznosi się grzbiet górski, którego stoki od strony północnej bardzo stromo opadają w dół. U podnóża tych stoków prowadzi linja kolejowa ze Lwowa do Krasnego. Podłoże stoków stanowi kreda, na której spoczywają warstwy piasku z domieszką gliny, w których miejscami występują pokłady wapienia litotamniowego. Około sto lat temu były te stoki pokryte lasem, który z biegiem lat wycięto celem uzyskania pastwisk. Pastwiska te, słabo zadarnione, były bardzo podatne do tworzenia się rozpadlin. Wystarczyło tylko małe zranienie terenu, a już w czasie deszczów tworzyły się rozpadliny, z których woda unosiła materjał w dół.

Głównemi źródłami tworzenia się materjału były trzy debry dużych rozmiarów o bardzo stromych zboczach.

Ryc. 99. Debry w Glińsku w 2-gim roku po zabudowaniu i zalesieniu.

liii

Ryc. 100. Jedna z trzech debr na Zniesieniu.

Jak wielkiem było unoszenie materjału charakteryzuje to ten szczegół, że zarząd koleji wydał w r. 1901 na samo czyszczenie wybudowanych łapaczek piasku około 10.000 kor. austr. Do jeszcze większego zdziczenia debr przyczyniła się bezplanowa eksplotacja kamieniołomów.

Celem uspokojenia debr wykonano w latach 1905—1910 następujące roboty: Przedewszystkiem ustalono dno debr zapomocą budowy zapór oraz żłobów, następnie zeszkarpowano zarwiste stoki, poczem wypleciono je płotkami zakładanemi po warstwicach. Następnie przeprowadzono zale-

mt.

■mm

~(FZ

m

j- #

i-m

'.i

y\

,w

'MŚ:

Ryc. 101. Debra na Zniesieniu w czasie zabudowania. Dno zabezpieczone zaporami i żłobami.

sienie debr zapomocą 2—3 letnich sadzonek graba a na miejscach podmokłych zapomocą sadzonek olchy czarnej Rys. 101.

Wszystkie roboty okazały się celowe a zalesienia powiodły się bardzo dobrze. W czasie wielkiej wojny zdewastowano zalesienia. Obecnie wskutek niedostatecznej konserwacji stan zabudowania debr pogarsza się z roku na rok .(Ryc. 102, 103 i 104)^

6. UporządKowanie gospodarstwa leśnego w zlewniach potoKów.

Przez uporządkowanie gospodarki leśnej w zlewniach należy rozumieć zalesienie nagich stoków oraz stosowanie racjonalnej gospodarki w istniejących lasach.

Co się tyczy nowych zalesień, to trzeba zauważyć, że te mogą mieć dopiero wtenczas decydujący wpływ na gospodarkę wodną o ile obejmą

»!

h&i

mm

na

L-

r*.

«■«

;Jt

,<4p

• .......

,?73s

L*><

*5*

.4»

i&vSsfö

liłiafeyS

ssKPNl

V*

j&>

T«

ąSBEs*.-*«

Ryc. 102. Zabudowanie stoku w dorzeczu Desny. Dno zabezpieczone zaporami i żłobami. Stoki oplecione płotkami i zadarnione.

duże przestrzenie. Ze względu jednak na gospodarcze stosunki ludności zamieszkującej zlewnie potoków w terenach górskich, a o takie potoki tu przedewszystkiem chodzi, sprawa tych zalesień natrafiła na trudności pra-wieże nie do pokonania. W zlewniach takich potoków znajduje się minimalna ilość gruntów nadających się pod uprawę i dlatego też główną podstawę bytowania ludności stanowią skąpo zadarnione stoki i połoniny, na'ktôrych wypasa się bydło. Stoki te niewątpliwie pokryte dawniej lasami

wSm-. II¹ ■ !-V,

»1

•W.

mm

Ryc. 103. Zabudowanie stoku w dorzeczu Desny, zabezpieczonego płotkami poprzecznemi i podłużnemi.

wycięto z biegiem lat celem uzyskania pastwisk. Gdyby chciano zalesić te f powierzchnie, co leży w interesie zabudowań potoków, znisz-czonoby egzystencję całych mas ludności. Z praktyki mojej wiem, że wszelkie próby zalesienia choćby najmniejszych powierzchni, używanych

jako pastwisko a będących w rzeczywistości kamieniskami lub ugorami, natrafiały ze strony ludności na jakenergiczniejsze sprzeciwy. Spotkałem się z tern nietylko na terenie Małopolski lecz także i to może jeszcze w ostrzejszej formie i w krajach alpejskich. Ponieważ nie mamy możliwości wysiedlania ludności w inne okolice, przeto musimy się pogodzić ze stanem, jaki dziś istnieje, i główną uwagę zwrócić na niedopuszczenie do dalszej dewastacji lasów. Nie mam tu na myśli lasów państwowych, których gospodarcze prowadzenie nie pozostawia nic do życzenia, chodzi na tomiast o lasy drobnych właścicieli oraz o lasy gminne, których zagospodarowanie nie zawsze da się pogodzić z racjonalną gospodarką leśną.

i;

Sa

sHf*.

Jaki typ lasów będzie miał najkorzystniejszy wpływ na gospodarkę wodną, to omówiono już w rozdziale łll-cim.

Przypomnę tu jeszcze, że dodatniego wpływu zalesianych powierzchni na gospodarkę wodną możemy w najlepszym wypadku oczekiwać dopiero po długich dziesiątkach lat, co również dostatecznie wyjaśniono w rozdziale Ill-cim.

Ili

W całej mojej długoletniej prak-

botników szkarpujących stoki.

Ryc. 104. Debra zabudowana zapo-mocą zapór. Stoki oplecione płotkami, tyce przy zabudowaniach potoków tak powyżej pierwszej zapory widać ro-w Małopolsce jak i w krajach alpejskich nie miałem do czynienia nigdy z zalesieniami, które miałyby wDłynąć na właściwości retencyjne zlewni. Chodziło najwyżej o zalesienie zarwistych stoków na małych powierzchniach, obejmujących nie więcej jak kilka hektarów oraz o zawiklenia odsypisk potoków.

Sprawą racjonalnej gospodarki leśnej nie mogę się z natury rzeczy zajmować w niniejszej publikacji.

TREŚĆ

Przedmowa.

Cz^ść II-ga

ROZDZIAŁ I.

WSTĘP.

ROZDZIAŁ II.

PODZIAŁ POTOKÓW.

Str.

1.    Podział potoków w ogólności.............

a) . Potoki obszarów gór i pagórków..........

b) . Potoki alpejskie..............

c) . Różnice między potokami obszarów gór i pagórków a potokami alpej

skiemu.................

2.    Podział potoków występujących na terenach Małopolski i Śląska.

a) . Potoki karpackie i podkarpackie.    .......

b) . Potoki, których dno łożyska położone jest wyżej od sąsiednich gruntów. 12

c) . Rozpadliny zwane debrami.......

d) . Potoki nizinne, występujące w północnej Małopoisce

10

10

12

12

ROZDZIAŁ III.

CharaRterystyKa górskich potoKów oraz znaczenie lasów w zlewniach tychże,

a) . Charakterystyka górskich potoków.........

b) . Znaczenie lasów w zlewniach potoków........

c) . Pochodzenie rumowiska w potokach........

ROZDZIAŁ IV.

Materiały budowlane.

1) . Paliki i pale. .

2) . Faszyny.

3) . Kiszki faszynowe.

4) . Drut.

5) . Drewno.

25

26

28

28

6) . Kamień...........

a) . Wydobywanie kamienia w kamieniołomach.

b) . Proch strzelniczy.......

c) . Dynamit.........

d) . Wiercenie otworów.....

e) . Nabijanie otworów.......

1.    Nabijanie prochem.

2.    Nabijanie dynamitem. .....

f) . Zapotrzebowanie materjałów wybuchowych

g) . Zakupywanie kamienia.....

7) . Materjały wiążące........

a). Cement..... ...

29

30

30

30

31

33

33

34

36

38

39

39

8) . Piasek.............

9) . Żwir. ............

10) . Woda.............

11) . Zaprawa cementowa. .    .    .....

12) . Beton.............

13) . Budowle ze skrzyń siatkowych wypełnionych kamieniami

40

41

43

43

43

51

ROZDZIAŁ V.

Obliczenia hydrotechniczne.

Część III-cia

ROZDZIAŁ VI.

SYSTEMY ZABUDOWANIA POTOKÓW.

I. Budowle zapobiegające erozji .....

R) Zestopniowanie dna zapomocą zapór betonowych, kan

i płotków .    ........

Budowa zapór ....    .....

a)    Ogólne wskazówki .    ......

b)    Obliczenie przekroju poprzecznego zapory

c)    Wybór miejsca pod zaporę.....

k)    Zabezpieczenie skrzydeł zapory przed podmyciem

l)    Przeprowadzenie drogi ponad zaporą .

ł) Budowa zapory na sklepieniu.....

m)    Zapory drewniane......

n)    Zestopniowanie dna zapomocą płotków

en

n

zy

o.

0)

5.

zr

oj ^

CO 00

r- r-~ r^-co co co

00 00 io oo

B) Uodpornienie dna zapomocą łożysk kanałowych .

a)    Budowa żłobów........

b)    Połączenie żłobu z zaporą......

c)    Budowa łożysk kamiennych......

d)    Budowa regulacji progowych

e)    Budowle z siatek drucianych......

2.    Budowle zapobiegające korozji.......

3.    Nieszkodliwe odprowadzenie wód gruntowych

a)    Ogólne objaśnienia........

b)    Budowa sączków .    ......

c)    Zalesienie usuwisk........

d)    Usuwisko w Terszowie.......

e)    Usuwisko w Schrattenau.......

f)    Przykład uspokojenia usuwiska.....

g)    Usuwisko na potoku Olchowatym.....

4.    Utrwalenie rumowiska leżącego w łożysku ....

5.    Utrwalenie obsuwających się stoków.....

a)    Ogólne objaśnienia........

b)    Przykład zabudowania rozpadliny.....

c)    Zabudowanie stoków (debr) w Glińsku

d)    Zabudowanie debr na Zniesieniu.....

<6. Uporządkowanie gospodarstwa leśnego w zlewniach potoków

90

90

99

99

103

103

107

109

109

110

112

113

115

116

117

118

118

118

120

121

122

124

7¹

«5 W N) » y,

dostrzeżone: omyłki drukuî

wiersz 5 od dołu zamiast

4 od góry

6 od dołu

ma być    Opawa

„    Państwa

„    nadbrzeżnych

„    sypali

„    dochodzi

„    obserwacyjnym

rzeczą

Oppawa państwa nadbrzeżych sypał dochodź obserwacjnym zeczą

z opadów deszczowych „ pochodząca z opadów

Ił

3 od góry 7 od dołu

iub

lub

♦I

1 od góry 10 od dołu

13

ser

99

12

99

m m m (O ^

»-H t—« r—* r—ł

1 od góry

99

z góry całe

chyżości (Rys, 45) (Rys. 61a) zabazpieczeniem regulacji dowierzchni 39 00 2 97 górnej nożem zagłębieniu zawiłgocona iłów

99

5    od dołu    „

8 od góry    „

6    po (Ryc. 102, 103 i 104) dodać

..    zgóry

„    całej

, chyżości wody ,    (Rys. 45 i 45a)

„    (Rys. 61 i 61a)

„ zabezpieczeniem „ łożysk kanałowych powierzchni 3900 297 stoku nożem, zagłębieniu zawilgocona iłów

przedstawiają zabudowania stoków.

99

i, &

;

*

#

♦

3

7 7 7,7

■>

)

■ N '

\

. • '

■I'

-y

\

«**»

/

/

*

S-96

11-349206

11-1216

Biblioteka Politechniki Krakowsku^

g Biblioteka Politechniki Krakowskiej

00000231315