Инженерная защита прибрежных территорий морей и водохранилищ

Во всех случаях сооружение состоит из ряда элементов определенной длины, расположенных параллельно  береговой линии и на различных  от нее расстояниях. При этом разрывы между элементами превосходят их длину. Если же элементы сооружения располагаются на урезе (прерывистое крепление), имитируя участки берега, сложенные крепкими неразмываемыми породами, то каждый элемент сооружения непосредственно защищает сравнительно небольшой участок берега, соизмеримый с длиной элемента. На участке между элементами сооружения под воздействием волн в рыхлых породах берега вырабатывается бухта. Глубина врезки бухты в береговой массив по мере воздействия волнения увеличивается и, когда в бухте сформируется пляж динамически устойчивого профиля, абразия прекратится и берег превратится из абразионного прямолинейного в устойчивый бухтовый.

Элементы берегозащитных сооружений рекомендуется выполнять  из каменной наброски или из местного грунта с каменным креплением откосов. Конструкция этих сооружений, крупность  камня, возвышение верха элементов  сооружения над расчетным уровнем  воды, значение волнового нагона и  волнового наката определяются по СНиП2-06-04-82* как для оградительных сооружений откосного профиля.

б) Сооружения типа «управляющие мысы»

За рубежом сооружения  прерывистого типа разрабатывались  и строились для защиты от абразии  морских берегов. На практике наиболее часто используются сооружения прерывистого типа, основные элементы которого направлены параллельно береговой линии. При  этом, по результатам исследований установлено, что при наличии  потока наносов пространство между  элементами сооружения заполняется  пляжеобразующим материалом и форма  берега  в бухте хорошо аппроксмируется  логарифмической спиралью или параболой.

От верхней головы (по ходу потока наносов) элемента береговая  линия пляжа направлена нормально  к лучу рефрагированных волн и  продолжается до точки касания этой прямой логарифмической спирали. Изменяя  расположение низового элемента или  его очертание в плане, можно  изменять положение береговой линии  пляжа внутри бухты и тем самым  обеспечивать необходимую ширину пляжа, т.е. можно управлять параметрами  пляжа.

в) Искусственный подводный  риф

В отличии от подводного волнолома распластанного профиля  предлагаемое сооружение представляет собой трехмерную конструкцию, состоящую  из шаровых сегментов, расположенных  на некотором расстоянии друг от друга или вплотную.

Конструкция возводится путем  отсыпки на дно местного материала  и защищается наброской верхнего слоя из камня, крупность которого подбирается  из условия его неразмываемости  донными скоростями.

Берегозащитный эффект предлагаемого  сооружения создается благодаря  рефракции волн на подводном рифе, в результате чего между рифом  и берегом наблюдаются возмущения волнового поля, разрушение однонаправленного  вдольберегового потока наносов  и перераспределение волновой энергии. Экспериментальные исследования подтверждают наличие этих явлений: шаровые сегменты действуют как линзы, концентрируя волновые лучи в одном месте и  разряжая их в другом.

Стоимость 1 км подводного рифа периодического профиля на порядок  ниже стоимости берегозащитных сооружений традиционных типов

3.2. Свободные искусственные пляжи

Поскольку частицы наносов, слагающие пляж, не связаны между собой, то эта форма рельефа береговой зоны весьма изменчива во времени и пространстве. В результате воздействия на пляж волн в продолжении достаточно большого отрезка времени создается поверхность пляжа в виде «профиля динамического равновесия». Накоплен обширный материал, анализ которого позволяет сделать вывод, что пляжи являются идеальными гасителями волн. В связи с этим было предложено и широко практиковалось использование искусственно созданных пляжей как самостоятельных берегозащитных сооружений. Материал, из которого под воздействием волн и течений формируется пляж, доставляется на берег либо автомашинами, либо способом гидромеханизации.

Свободные искусственные  пляжи исключают низовой разрыв, обеспечивают свободный водообмен.  Искусственное пополнение пляжеобразуещего материала с определенной периодичностью исключает дефицит наносов на защищаемом участке берега, увеличивает  мощность потока наносов и тем самым снижает опасность размыва берега ниже по потоку наносов.

Морфодинамика (изменение  форм рельефа под воздействием внешних  факторов) песчаных и галечных пляжей сильно различается между собой  и поэтому обычно эти типы свободных  пляжей рассматриваются отдельно. Однако во всех случаях проектирования свободных  пляжей необходимо определить плановое положение пляжа, отметку края надводной бермы пляжа, величину ее заложения, построить поперечный профиль подводной и надводной части пляжа, определить объем первоначальной отсыпки и т.д.

а) Свободные искусственные  песчаные пляжи

На процесс формирования пляжа влияют параметры волн на глубокой воде, шероховатость и уклоны подводного берегового склона в естественном состоянии. Также следует обеспечить условие стабильности искусственных пляжей во времени, что определяется объемом первоначальной отсыпки песка, а также объемом и частотой пополнения пляжеобразующим материалом защищаемого участка берега. Первоначальный объем отсыпки определяется необходимимым объемом материала для создания профиля динамического равновесия на протяжении защищаемого участка берега и объемов участков пляжа, сопрягающих пляж с берегом. При проектировании свободных песчаных пляжей необходимо предварительно определить параметры волнения и течения на глубокой воде и в прибойной зоне. При выборе этих параметров руководствуются СНиП и СП, а также другой соответствующей литературой.

б) Искусственные галечные пляжи

При построении профиля динамического  равновесия искусственного галечного  пляжа начало координат совмещается  с точкой пересечения профиля  динамического равновесия с положением уровня 50%-ой обеспеченности из средних  годовых. Профиль галечного пляжа  строится по трем точкам: начало координат, точке динамического равновесия до которой может достигать максимально  возможный накат волн и точке, соответсвующей глубине, на которой происходит разрушение волн  с 30%-ой обеспеченностью.

Заключение

В настоящее время в  нашей стране и за рубежом нашли  применение различные типы берегозащитных сооружений. Берегозащитные сооружения возводятся для защиты берегов водоемов, откосов земляных дамб и искусственно созданных территорий от воздействия волн, льда и течений, а также для защиты от затопления отторгаемых у моря площадей суши. Выбор типа берегозащитного сооружения следует производить исходя из конкретных условий местности, типа берега, доступности технологий их устройства, природных и климатический условий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Морозов А. М. Строительство берегозащитных сооружений. М.. МИСИ. 1984, 75с.
2. Смирнова Т.Г. Берегозащитные сооружения. МГСУ, 2002.
3. Яковенко В.Г. Гидротехнические сооружения. М., Транспорт, 1988.
4. ВСН-183-74. Технические указания по проектированию берегозащитных сооружений. Оргтрансстрой, 1975.
5. Сафьянов Г.А. Геоморфология берегов морей и водохранилищ. МГУ, 1996.