Берегозащитные сооружения: волноломы, буны, пляжи (активные, пассивные). Внешние условия и нагрузки действующие на гидротехнические сооружения

Классификация сооружений. Берегоукрепительные сооружения предназначены для хранения берегов от разрушения волнением, течением и льдом, а также для создания пляжей путем аккумуляции наносов, в том числе и искусственным накоплением с помощью гидротехнических сооружений или опрокидыванием водно-песчаной смеси рефулирования. Берегоукрепительные сооружения является одним из самых распространенных конструкций морских гидротехнических сооружений. Их возводят как в пределах акваторий портов, так и на открытом морском побережье. Позапортови берегоукрепительные сооружения строят для защиты от размыва участки соединения защитного сооружения с берегом, прибрежной полосы с курортными комплексами, промышленными объектами. При осуществлении берегозащитных мероприятий можно применить два вида методов - пассивные и активные.Сооружения пассивного метода непосредственно защищают береговой откос

от действия волнения, течения и льда, они осуществляют задачи сохранения

берега, который существовал до их сведения. Сюда относятсям берегоукрепительные стенки и сооружения откосного, полуоткосного и ступенчатого типов. При активном методе возводятся сооружения, которые в значительной степени гасят энергию волн на подходе к берегу. При наличии соответствующих условий могут накапливаться наносы у берега, то есть расширяется пляж. В данном случае притеняют сооружения в виде затопленных или иногда незатопленных волноломов, расположенных нормально к береговой линии конструкций, называемых бунами.

Для защиты береговой линии в портах применяют сооружения

пассивного метода защиты. На открытом морском побережье

чаще всего применяется активный метод защиты или сооружения

комбинированного типа. Берегоукрепительные сооружения можно подразделить еще на поперечные (буны) и продольные (волноломы).

Сооружения активной защиты берегов.

Волноломы. Гребень незатопленного берегозащитных волнолома

может значительно возвышаться над уровнем моря. По конструкции волноломы мало отличаются от корневых участков защитных сооружений. Для уменьшения волнового воздействия на сооружение, исключения образования отраженных волн с их опасными размывая действием, накопления наносов в за волновом пространстве и сокращение стоимости сооружения подобные конструкции строят из затопленным гребнем и обычно называют подводнымиволноломами. На них происходит гашение волн на 50%, остальные волновой энергии гасится естественным или искусственным отсыпанного пляжем. Для предотвращения образования между волноломом и берегом уздовжберегових течений, вызывающих перемещения наносов, подводный волнолом следует соединять с берегом траверсами, расстояния между которыми в среднем 250-300 г. Волноломы строятся на расстоянии 20-80 м от уризку. На участках с жестким волновым режимом часто сводятся

берегоукрепления комбинированного типа, состоящие из волнолома и

берегозащитного стенки.На основе проведенных исследований и опыта эксплуатации можно дать некоторые рекомендации по конструированию и строительства подводных волноломов:

1. При приближении волнолома к берегу улучшается наносоутримувальний эффект сооружения, а степень гашения волн ухудшается.

2. Наноси в захвилеломний пространство перебрасываются волнением

через гребень сооружения. Интенсивность пляженакопичення зависит от

многих факторов, в частности от глубины перед волноломом и от отметки

волнолома.

3. Уменьшение крутизны лицевой грани способствует разрушению волны

на волноломе без образования отраженных волн, которые препятствуют движению наносов к берегу и создают опасность размыва дна перед сооружением. Положение лицевой грани способствует пляженакопиченню. Береговая грань волнолома выполняется вертикальной.

Буны. Препятствуют движению наносов вдоль берега, способствуют

накоплению наносов и образованию пляжа При наличии вдоль

берегового потока наносов, наносы заполнять угол, обращенный на

встречу движению. Длительность процессов и длины участков намыва и размыва зависят от многих факторов, в частности, от длины шпоры, количества и крупности наносов, степени волнения и могут колебаться от двух - к десятикратной длины шпоры. Обычно буны строятся группами. При этом заполнение пазух происходит последовательно. Наибольшая ширина пляжа возникает у грани бун, обращенных в ту сторону, откуда движутся наносы.

На затененных от волнения участках межбунних промежутков ширина пляжа «минимальная». Таким образом, контуры берега становятся пилообразными. Накопление наносов в мсжбунних промежутках происходит только при наличии пологого берегового откоса. При комплексном берегоукреплению сначала сводятся буны, затем берегозащитных стенка. Направление бун обычно берется по нормали к береговой линии. Иногда голова буны может отклоняться от перпендикулярного направления в ту сторону, куда движутся наносы. На практике чаще всего применяются буны гравитационного типа из обычных массивов, реже - буны свайных конструкций.

Свободные пляжи Искусственно намытые песчаные пляжи, что выполняют роль самостоятельных волногасительных сооружений без бун или подводных волноломов страверсами, получили название свободных пляжей. Это средство берегозащиты приобрел распространен в США, Нидерландах. Свободные пляжи под влиянием волнения и вдольберегових течений, возникающих при штормах и нагонах, непременно теряют часть песка и уменьшаются в объеме. Можно сделать некоторые рекомендации относительно условий применение свободных пляжей.

1.При берегозащиты посредством свободных пляжей не нарушается

природный водообмен в береговой полосе моря, важно для курортных

районов. Свободные пляжи эстетические, в отличие от пляжоудерживающих

сооружений они добавляют естественного вида и привлекательности береговой полосе.

2 Свободные пляжи можно создавать при наличии мощных подводных

карьеров песка и средств морской гидромеханизации.

Для создания и периодического обновления пляжа целесообразная система

«Байпасинг». Это перекачки наносов с одной стороны сооружения, где они

задерживаются, на другую сторону.

Различают пляже аккумулятивных и абразивных берегов. Пляжи

образуются в полосе морского берега слабо наклоненного к морю.

Могут быть составлены в естественных условиях из валунов, гальки, гравия или песка, откладывается за счет волноприбойной деятельности. Могут

изменяться в размерах и составе наносы под влиянием шторма и других

причин.

Внешние условия и нагрузки, действующие на гидротехнические сооружения.

Внешние физико-географические условия, в которых должна

транспортироваться, возводиться и эксплуатироваться сооружение на морском шельфе, влияют на выбор его конструктивного типа и размеры несущих элементов конструкции. К внешним условиям относятся: метеорологические (ветровой режим, температура, осадки, туманы), гидрологические (морские волнения, течение, ледовый режим, колебания уровня воды), Гидрография (рельеф дна, геологические и геоморфологические факторы), геологические(строение дна, свойства донного грунта, изменчивость дна под воздействием

эрозионных процессов и режима потока наносов); тектонические (сейсмическая активность района); гидрофизические, гидрохимические и гидробиологические (температура, физические и химические свойства морской воды, жизнедеятельность и морских организмов). Внешние условия отдельных участков шельфа сильно различаются, что требует индивидуального подхода к оценке их действий и проэктирование однотипных по назначению сооружений, предназначенных для

эксплуатации в различных районах мирового океана.