Методы и средства защиты морских берегов

       Основными характеристиками искусственных свободных  песчаных пляжей, подлежащими определению  в процессе проектирования, являются:

       -отметка мористого края бермы пляжа;

       -средняя многолетняя и расчетная величины ежегодного отступания надводной

       -части пляжа;

       -ширина заложения бермы пляжа;

       -поперечный профиль надводной и подводной частей пляжа;

       -исходный удельный и суммарный объем пляжеобразующего материала, необходимого для формирования профиля относительного динамического равновесия подводного склона пляжей и поперечного профиля его в целом;

       -плановое положение пляжа;

       -строительный профиль сооружения;

       -объем и места последующих периодических эксплуатационных пополнений пляжа;

       -период времени между эксплуатационными подпитками;

       -технология производства работ по строительству пляжа и объем технологических потерь пляжеобразующего материала;

       -стоимость строительства создаваемого пляжа и текущего его содержания;

       -оценка экологического влияния искусственного песчаного пляжа на прилегающую акваторию прибрежной зоны моря.

       Применение  пляжеудерживающих сооружений обеспечивает стабилизацию и долговечность искусственных или естественных пляжей. Создание искусственного или расширение естественного пляжа в комплексе с пляжеудерживающими сооружениями допускается в том случае, когда крутизна подводного берегового склона, крупность пляжевого материала, экспозиция берега относительно волнений, определяющих господствующее вдольбереговое перемещение наносов, небольшие запасы пляжеобразующего материала в карьерах и его высокая стоимость не позволяют получить искусственный свободный пляж.

       Сооружения, предназначенные для защиты искусственных  или расширения естественных пляжей, должны быть запроектированы так, чтобы материал пляжа, равновесное положение которого будет формироваться волнами разных направлений, удерживался с минимальными потерями. Если равновесный откос искусственного пляжа не сопрягается с естественным подводным склоном вследствие большой крутизны последнего, в основании пляжа в целях сокращения потерь пляжевого материала и объема первоначальной отсыпки следует сооружать подводный банкет или подводный волнолом из каменной наброски или другой конструкции.

       Достоинства всех типов пляжей заключается в простоте возведения и функциональности. Искусственные пляжи можно использовать как средство защиты берегов, так и объект, используемый в рекреационных целях. Стоит также отметить относительно малые материальные затраты, необходимые для возведения и эстетическую нейтральность средства защиты.

       Недостатки  состоят в необходимости постоянного  пополнения пляжевым материалом и качественной невозможности повсеместного применения.

       2.2 Буны и искусственные мысы

       Искусственные мысы предназначаются как для  восстановления, расширения и стабилизации естественных пляжей при наличии  насыщенного вдольберегового потока наносов, так и при создании искусственных  пляжей между мысами за счет пляжеобразующего материала, доставляемого на защищаемый участок побережья извне. Наиболее эффективно их применение на прямолинейных  участках морских побережий с  песчаными наносами. Поверхность  искусственных мысов является также  дополнительной площадью для целей  рекреации, что является важным преимуществом  в связи с постоянным сокращением  свободных площадей в курортных  зонах и ростом стоимости земли  в их пределах.

       Ядро  мыса отсыпается из любых местных  инертных материалов с обязательным устройством за тыльной гранью окаймляющей  мыс проницаемой конструкции  дренажной отсыпки из бутового камня  и щебня.

       Буна  является поперечным пляжеудерживающим сооружением, прерывающим вдольбереговое перемещение наносов и накапливающим его на берегу. Строительство бун предусматривается в том случае, когда создание искусственных свободных пляжей по технико-экономическим условиям нецелесообразно или невозможно. Строительство бун предусматривается в целях:

       удержания наносов из естественного их вдольберегового  потока и образования за счет этого пляжа необходимой ширины;

       сохранения  или замедления размыва искусственного пляжа, созданного отсыпками или намывами пляжевого материала, доставляемого извне;

       стабилизации  ширины пляжа, подверженного периодическим штормовым и сезонным размывам;

       сокращения  интенсивности вдольберегового  перемещения наносов путем приведения уреза моря к направлению, близкому к нормали относительно лучей  расчетных волн.

       Буны  подразделяются:

       по  конструкции и роду материалов, из которых они возводятся (деревянные и железобетонные из свай и пластин, из фасонных массивов и камня, на колоннах-оболочках, гравитационных бетонных массивов и т.д.);

       по  способу пропуска наносов (сквозные, уменьшающие скорость перемещения  вдольбереговых наносов, и непроницаемые, пропускающие вдольбереговой поток наносов только через гребень и в обход конструкции);

       по  высоте (низкие, высокие и регулируемой высоты, конструкция которых позволяет наращивать либо понижать их гребень).

       Для защиты искусственных, формирования, расширения и стабилизации естественных применяются, как правило, непроницаемые буны. Если же основная цель – предохранение береговой линии от размыва, то преимущественна проницаемая конструкция.

       При проектировании бун следует учитывать:

       -господствующее направление и годовой объем вдольберегового перемещения наносов;

       -значимость и протяженность низового участка размыва берега и общий объем размыва, который может образоваться в результате постройки бун;

       -экономические преимущества строительства бун с отсыпками пляжевого материала в межбунных отсеках по сравнению с берегозащитой, основанной на искусственных свободных пляжах и периодическом их пополнении пляжеобразующим материалом, доставленным извне, или по сравнению с подводными волноломами с траверсами;

       -необходимость соблюдения соответствия выбранной конструкции бун инженерно-геологическим условиям защищаемого участка берега;

       -необходимость соответствия материала и конструкции бун экономическим требованиям.

       При проектировании бун необходимо использовать опыт строительства и эксплуатации бун, находящихся в аналогичных природных условиях. В особо сложной природной обстановке запроектированную систему бун следует проверять на гидравлических моделях.

       При заполнении межбунного пространства пляжевым материалом, вдольбереговой поток наносов преимущественно восстанавливается. Буны принадлежат к числу наиболее эффективных средств защиты скалистых территорий, берегов и набережных стен от подмывов с морской стороны и предохранения абразионных береговых процессов.

       К недостаткам стоит отнести сравнительно высокую материальную стоимость  и высокую степень воздействия  не локальные литодинамические процессы. [9,5]

       2.3 Подводные волноломы и искусственные рифы

       Подводные волноломы предусматриваются для  удержания наносов, поступающих  из вдольберегового потока, и образования  за счет этого пляжа, и удержания искусственного пляжа, созданного отсыпками или намывами пляжеобразующего материала, доставленного извне.

       Подводным волноломам следует отдавать предпочтение на берегах с оползневыми склонами, на приглубных участках берега с искусственным  песчано-галечным пляжем, в котором преобладают песчаные фракции. При проектировании волноломов следует учитывать те же факторы, что и при проектировании бун. Кроме того, необходимо учитывать, что присутствие волноломов в береговой акватории ухудшает в ней водообмен, поэтому на побережьях курортно-рекреационного назначения должны быть предусмотрены меры по усилению водообмена в заволноломных акваториях. К таким мерам относятся: использование волноломов распластанного профиля с глубоким затоплением гребня, принудительный водообмен с помощью насосных станций и др.

       Подводные волноломы подразделяются:

       по  конструкции - на гравитационные (из бетонных массивов) и свайные в сочетании с наброской фасонных массивов;

       по  высоте гребня относительно горизонта  моря - на затопленные; с гребнем, расположенным на уровне моря 50 % обеспеченности из средних за год;

       по  ширине и форме поперечного сечения - узкие с малым заглублением гребня (до 0,75 м) и широкие с распластанным поперечным сечением и заглублением гребня до 2 м.

       На  участках берега с обильными естественными  потоками наносов могут применяться волноломы с одним траверсом. В этом случае план волноломного сооружения должен иметь Г-образную форму, направленную навстречу потоку наносов.

       Основное  преимущество подводных волноломов заключается в том, что сооружение скрыто под поверхностью воды вдали  от берега, не нарушая ландшафтной  целостности , при этом выполняя берегозащитные функции. Волноломы, однако, могут возводиться  лишь на относительно пологом береговом  склоне и сравнительно небольшой  глубине.

       На  отмелых песчаных берегах рекомендуется  применять различные варианты волногасящих стен сквозной конструкции с волногасящей камерой: а) сборной конструкции  на скальном основании; б) свайной конструкции  на размываемом основании; в) сборной  железобетонной конструкции ромбовидной  формы в плане стен сквозной конструкции  по сравнению с традиционными  непроницаемыми бетонными волноотбойными стенами заключается в том, что они гасят значительную часть энергии волнового наката и отраженной волны, что способствует сохранению и даже расширению (при наличии вдольберегового потока наносов) пляжей перед ними. Эти конструкции, защищая береговой откос от абразии, одновременно служат передней гранью набережных, устанавливаемых при защите и благоустройстве береговой полосы, используемых в рекреационных целях.

       Альтернатива  подводным волноломам – искусственные  рифы. Этот метод берегозащиты включает в себя функциональные особенности вышеописанного средства защиты. Помимо этого рифы могут служить для распространения морской флоры и фауны, и являться объектом использования водного туризма. При достаточной изученности динамики прибрежных волновых процессов, искусственные рифы возможно устанавливать как точечно, так и конструкционными совокупностями, для достижения максимально желаемого результата. Конструкции могут иметь различные размеры и конфигурации, создаваться из материалов, разрешенных для использования в данной среде. [5,6]

Для укрепления и защиты берегов применяются  также:

-волногасящие  стены и бермы, сооружаются для защиты от волнения береговых уступов или земляного полотна приморских железных и автомобильных дорог, поэтому часто такие стены называются подпорно-волноотбойными. Волноотбойные стены допускается, по возможности, возводить под защитой пляжа шириной, достаточной для гашения расчетных волн, в комплексе с бунами или волноломами

-каменные наброски банкетов, работающих в качестве упоров откосных креплений на берегах с песчаными наносами;

-волногасящие прикрытия из фасонных массивов применяются для защиты береговых откосов и сооружений от волнового воздействия

-оградительные  дамбы разных конструкций, служащие  для защиты от нагонных явлений

-прочие  [5,6,1] 

ГЛАВА 3

       Методология реализации и концептуальные принципы берегоукрепительных проектов

       Методология как важнейший фактор в плане  решения проблемы – это определенный алгоритм, набор приемов, методов, средств, способов и принципов достижения цели. Практическое применение знаний, а так же сведений полученных путем  мониторинга интересуемой территории для уменьшения вероятности негативных последствий и увеличения эффективности  мероприятия в реальности.

       При рассмотрении проблемного участка  берега, следует дать объективную  оценку необходимости проведения берегозащитных мероприятий. Сопоставить ожидаемую  полезность результата возможных действий и предполагаемые финансовые затраты, требуемые для их реализации. Для  этого необходимо определить ценность данного участка берега, как социально-экономическую, так культурную и природную. Следует учитывать, что берега морей являются важным элементов среды обитания человека, и их защита должна выполняться с соблюдением государственных требований по оценке воздействия на окружающую среду и охраны природы. При этом необходимо исходить из того, что эволюция морских берегов, как составной части природной среды, подвержена стадиально-ритмическому развитию, выражающемуся в чередовании в пространстве и во времени абразионно-аккумулятивных процессов и факторов, их обусловливающих.