Гидротехнические сооружения в ландшафтной архитектуре

В. П. САПЦИН 

 
 
 

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ 

В ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЕ 

 

 

 
 

Учебное пособие 

 

 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

2018 

УДК 626:712(075.8) 
ББК 38.77:85.118.7я7 

С 19 

 

Рецензенты: 

 

зав. кафедрой садово-паркового строительства, ботаники  

и дендрологии ПГТУ, канд. с.-х. наук, доцент Ю. В. Граница; 

 

зав. кафедрой проектирования зданий ПГТУ, канд. техн. наук, 

доцент А. П. Хинканин 

 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 

Сапцин, В. П.  

С 19   Гидротехнические сооружения в ландшафтной архитектуре: 

учебное пособие / В. П. Сапцин. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2018. – 124 c. 
ISBN 978-5-8158-2013-5 

 

Приведены основные сведения о гидротехнических сооружениях в 

ландшафтной архитектуре. Представлены расчет водоема с конкретными 
примерами, оперативное предсказание отметки гребня грунтовой плотины, обоснование расчетного случая, построение кривой депрессии, проверка на суффозию. 

Для студентов направления подготовки 35.03.10 «Ландшафтная ар
хитектура» очной и заочной форм обучения, а также магистрантов, аспирантов и работников проектных организаций. 

 

УДК 626:712(075.8) 

ББК 38.77:85.118.7я7 

 

ISBN 978-5-8158-2013-5 
 Сапцин В. П., 2018 
 Поволжский государственный  
технологический университет, 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Предисловие .................................................................................................. 4 
 
Введение ........................................................................................................ 5 
 
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ 
НА ОБЪЕКТАХ ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ............................. 6 
 
2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ ВОДОЕМОВ ...................................................... 11 
 
3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОЁМА (ВОДОХРАНИЛИЩА) ................ 15 
 
4. РАСЧЕТ ОБЪЕМА И СРОКОВ ЗАИЛЕНИЯ ВОДОЕМА ................. 20 
 
5. ТАБЛИЧНО-ЦИФРОВЫЕ БАЛАНСОВЫЕ РАСЧЕТЫ ПО ОЦЕНКЕ 
ПОЛЕЗНОЙ ЕМКОСТИ ВОДОЕМА  ...................................................... 22 
 
6. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ВОДЫ ИЗ ВОДОЕМА............................................ 30 
 
7. РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ ВОДОЕМА  
НА ПРОПУСК МАКСИМАЛЬНЫХ РАСХОДОВ .................................. 40 
 
8. ПЛОТИНЫ В ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЕ ............................ 47 
 
9. УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ .............................................................. 81 
 
10. ВОДОПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ  ............................................ 88 
 
11. ФОНТАНЫ ......................................................................................... 104 
 
Заключение ............................................................................................... 120  
 
Библиографический список .................................................................... 121 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 

Основной целью дисциплины «Гидротехнические сооружения в 

ландшафтной архитектуре» является формирование системного мировоззрения, представлений, теоретических знаний, практических 
умений и навыков по научным основам объектов ландшафтной архитектуры. 

Эффективное использование всех преимуществ участков и пре
вращение их недостатков в достоинства – главная задача профессионалов-бакалавров. 

Данное учебное пособие призвано оказать помощь в самостоя
тельной работе студентов направления подготовки 35.03.10 «Ландшафтная архитектура» (бакалавриат) как очной формы обучения, так 
и заочной. 

Студенты – будущие бакалавры – должны освоить профессио
нальную компетенцию ПК-18, связанную с пониманием инженернотехнологических вопросов и конструктивных решений в области 
проектирования объектов ландшафтной архитектуры. 

Они должны достичь следующих результатов обучения: 
- знать принципы возведения сооружений для природообустрой
ства и водопользования в области ландшафтной архитектуры; 

- уметь выполнять расчеты технических и эксплуатационных ха
рактеристик гидротехнических сооружений в садово-парковом строительстве; 

- владеть навыками/опытом деятельности в разработке планов по 

строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений при 
проектировании водоемов, грунтовых плотин, водосбросных сооружений, фонтанов. 

Автор искренне благодарен заведующей кафедрой садово
паркового строительства, ботаники и дендрологии, канд. с.-х. наук, 
доценту Ю. В. Границе; заведующему кафедрой проектирования 
зданий, канд. техн. наук, доценту А. П. Хинканину за ценные замечания и пожелания, которые были учтены при окончательной подготовке рукописи к изданию. 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Особенности применения воды в садово-парковом и ланд
шафтном проектировании основаны на ее физических свойствах и 
прежде всего на ее бесцветности и текучести. Вода имеет способность отражать окружающие ее природные явления и сама способна 
оказывать на них определенное влияние.  

Вода способна менять свое состояние при понижении температу
ры наружного воздуха из жидкого состояния на твердое, а при повышении температуры она переходит из жидкого в газообразное состояние. Вода может быть спокойной и подвижной (течь, капать, 
бурлить, падать); может звучать, создавать зеркальное изображение, 
менять цвет и фактуру поверхности. Все это необходимо использовать и учитывать в ландшафтном проектировании, где огромное значение имеют пластические возможности воды, так называемая гидропластика. 

В садово-парковом и ландшафтном проектировании с целью по
лучения эффекта определенного воздействия на восприятие человека 
используется статическое или динамическое состояние воды. Обе 
категории имеют определенное воздействие на состояние человека: 
первая – покоя, равновесия; вторая ‒ движения, изменчивости. 

Вода не имеет конкретных размеров и формы, но благодаря теку
чести способна изменять объем и величину в зависимости от характера ограничивающих ее поверхностей. Поэтому, желая получить определенные площади, цвет, поверхность, состояние воды, необходимо 
предвидеть то, что будет способствовать этому во вмещающих ее емкостях, то есть проектировать эти емкости. Так, для получения текущей воды днище канала делается с уклоном, а в нижней точке устанавливается приемная ванна (емкость), откуда циркуляционным насосом вода подается снова к верхней точке. В этом случае используются 
гравитационные характеристики воды: плотность  = 1000 кг/м3 и 
способность обладать текучестью. 

Если нужно получить воду голубого света, то рационально обли
цевать емкость, ее содержащую, керамической плиткой голубого 
цвета, а не подкрашивать воду красителями. 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

О ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ 

НА ОБЪЕКТАХ ЛАНДШАФТНОЙ АРХИТЕКТУРЫ 

 

Гидротехнические инженерные сооружения служат для исполь
зования имеющихся водных ресурсов садово-паркого хозяйства как 
декоративные элементы объектов ландшафтной архитектуры [1, 25]. 

По назначению гидротехнические сооружения бывают общего и 

специального назначения. 

В состав гидротехнических сооружений общего назначения вхо
дят: 

˗ подпорные сооружения на водотоках, в основном плотины и 

дамбы; 

˗ водозаборные сооружения на реках, озерах, водохранилищах и 

других водных объектах; 

˗ водопроводящие сооружения: каналы, лотки, трубы, гидротех
нические туннели, акведуки, дюкеры; 

˗ сопрягающие сооружения: перепады, быстротоки, регуляторы, 

водосбросные, водоспускные сооружения; 

˗ регуляционные сооружения: струенаправляющие дамбы, бере
гоукрепительные, дно укрепительные сооружения. 

К гидротехническим сооружениям специального назначения от
носятся различные сооружения садово-паркового и ландшафтного 
строительства (озера, водоёмы, пруды, грунтовые плотины, быстротоки, водопады, многоступенчатые перепады, каналы, фонтаны и 
др.) [26]. 

 

1.1. Водоемы, их назначение и классификация 

 

К природным водоемам относят естественные озера и пруды. 
Искусственные водоемы подразделяют на водохранилища (объем 

воды более 1 млн м3); пруды (объем воды менее 1 млн м3); бассейны, 
отличающиеся полной изоляцией от внешней среды и полным регулированием водного режима. 

Проектирование водоема ведется по материалам топографиче
ских, гидрологических, геологических, гидрогеологических, сани

тарно-гигиенических (бактериологических) изысканий. При этом 
рассматриваются следующие вопросы: 

˗ форма и площадь зеркала (акватории) водоема, которые опреде
ляются его назначением, размером, планировкой и стилем участка; 

˗ объем воды в водоеме, который зависит от площади акватории, 

назначения водоема, его средней глубины, источников водного питания и нормативного (или возможного) водооборота; 

˗ средняя и максимальная глубины водоема, определяемые пло
щадью акватории, ассортиментом водной растительности, видом 
зарыбления (если планируется зимовка рыб, устраивают зимовальные ямы глубиной 3,5…4,5 м); 

˗ зонирование акватории водоема, зависящее от видов его ис
пользования, которое может в себя включать глубоководную зону 
для перезимовки рыб; мелководную зону для прогрева воды, используемую для орошения; зону водной растительности для биологической очистки воды; зону размещения пляжа; зону декоративной водной или околоводной растительности и другое; 

˗ крутизна откосов (коэффициенты заложения откосов), которая 

определяется в самом начале проектирования для устройства котлована водоема ‒ копани. При этом учитываются угол естественного 
откоса в сухом и мокром состояниях и угол внутреннего трения по 
инженерно-геологическим элементам. Эти сведения можно взять из 
инженерно-геологических изысканий или из [16]: 

˗ защита от фильтрации, которая устраивается в тех случаях, ко
гда водоем создается на легких водопроницаемых почвах и грунтах 
при глубоком уровне залегания грунтовых вод (ниже дна водоема); 

˗ защита от загрязнения частицами грунта (суффозия), которая 

применяется в случаях подземного водного питания или попадания 
вод поверхностного стока в водоем путем фильтрации через борта и 
дно водоема; 

˗ тип водного питания, определяемый основным источником во
ды для наполнения водоема; 

˗ аэрация грунтовой воды и подогрев, которые необходимы при 

использовании воды для орошения и нормальной жизнедеятельности рыбы; 

˗ сооружения для водного питания водоема, обычно требующие
ся при устройстве водоема (копани). Когда прямое грунтовое питание оказывается недостаточным, используют методы каптажа родников или искусственное дренирование вышележащих водоносных 
горизонтов, что усиливает грунтовый сток. На относительно ровной 
поверхности используют специальные буровые скважины для дополнительной подачи воды в водоем. 

Водосбросные сооружения – это сооружения, которые не допус
кают подъема воды выше определенного уровня и сбрасывают все 
излишки воды, образующиеся в результате половодья, паводков, 
снеготаяния или обильных ливневых осадков. Водосбросные сооружения имеют конструкцию одно- или многоочковых труб преимущественно круглого или прямоугольного сечения; водосливов с тонкой стенкой, широким порогом или практического профиля, а также 
другие формы. 

Донные водоспуски, необходимые для полного опорожнения во
доема, предназначены для проведения эксплуатационных и ремонтных работ [9]. 

Кратность водообмена рассматривается у всех водоемов, ис
ключая крупные и плотинные водоемы, которые способны к самоочищению. Рассчитываются и соизмеряются объем чаши и объем 
стока для обеспечения нормативного водообмена, который кратко 
и приближенно можно охарактеризовать коэффициентом водообмена (ландшафтно-декоративный водоем ‒ 1,5-2,5; рекреационный 
водоем ‒ 2,0-4,0; водоем для водного спорта ‒ 2,0-4,0; водоем для 
спортивного рыболовства ‒ 3,0-4,0; водоем для рыборазведения ‒ 
4,0-5,0 и более) [19]. 

Применяются естественные и искусственные фильтры для 

очистки воды. Основными природными очистителями воды являются растения (камыш, тростник, рогоз, ситник и др.) и микроорганизмы. Если естественные очистители воды не справляются, то используют искусственные фильтры. Механические фильтры очищают воду от крупных примесей. Они состоят из кварцевого песка и щебня 
различных фракций. Химические фильтры поглощают отдельные 
элементы, находящиеся в избытке или отличающиеся нежелатель

ными свойствами. Аэрационные фильтры насыщают раствор молекулами кислорода, что приводит к быстрому разложению органических веществ. Стерилизация воды производится путем ультрафиолетового облучения. Микробиологические фильтры очищают воду от 
органических примесей путем переработки их специально заселенными бактериями.  

Сопутствующие гидротехнические сооружения используют с 

целью выполнения утилитарных функций, а также достижения зрелищного эффекта (фонтаны, каскады и др.). 

Дренаж для отвода фильтрационных вод и регулирования водно
го режима окружающей территории является обязательным при 
устройстве водоема с высоким уровнем воды в переувлажненных 
грунтах. Если водоем имеет низкий уровень воды в чаше, то возможен дренаж территории со сбросом дренажных вод в водоем и удалением избытка воды через водосбросное сооружение. Большое расстояние от поверхности воды до поверхности земли требует организации промежуточной искусственной террасы на высоте 0,4…0,6 м 
над поверхностью воды. Когда уровень воды в чаше водоема высокий, необходим дренаж не только подтопляемой территории, но и 
кольцевой дренаж самого водоема для перехвата потока фильтрационных вод. В этом случае образуется единая дренажная сеть (вокруг 
водоема и на прилегающей территории), вода из которой перекачивается в водоем и усиливает его водное питание [5, 6, 12]. 

 

1.2. Плотины, дамбы 

 

При строительстве водного объекта с целью благоустройства 

территории основными сооружениями гидроузла можно назвать 
собственно водоем, плотину, дамбу (по необходимости), водосбросное сооружение и водоспуск (водовыпуск) [9, 13]. 

Плотины классифицируются по отношению к пропуску стока 

вод, используемым материалам, особенностям конструкции, способу 
возведения и по другим признакам [6]. 

По отношению к пропуску стока выделяют глухие, водосливные, 

фильтрующие плотины. 

По особенностям конструкции различают плотины гравитацион
ные, контрфорсные, арочные. 

По способу возведения возводятся насыпные с уплотнением, 

намывные, взрывонабросные плотины. 

По используемым материалам в строительстве выделяют плоти
ны грунтовые (однородные и неоднородные), каменные, каменнонабросные, габионные, каменно-земляные, намывные из армированного грунта, деревянные, ряжевые, бетонные, железобетонные. 

Земляные плотины, дамбы, противофильтрационные устройства 

напорных сооружений в виде экранов, ядер и лонуров можно возводить отсыпкой грунта как в сухих условиях, так и в воду. При 
устройстве противофильтрационных устройств наиболее пригодны 
глинистые грунты с коэффициентом фильтрации К < 0,1 м/сут. и при 
числе пластичности Iр ≥ 0,05. Допускается применять также искусственную грунтовую смесь [6, 17].