§ 5. Переработка берегов водохранилища

Интенсивной абразии могут подвергаться не только берега океанов, морей и озер, но и искусственных водохранилищ. В этом случае обычно говорят о переработке берегов, под которой понимают процессы их формирования и разрушения непосредственно вслед за заполнением водохранилища.

В мире насчитывается более 10 000 водохранилищ с суммарным объемом 5 тыс. км³. Общая длина береговой линии водохранилищ в нашей стране (Братского, Саратовского, Цимлянского, Волжского и др.) соизмерима с протяженностью морских границ и составляет более 200 тыс. км. Все крупнейшие водохранилища созданы в реч­ных долинах: Волги, Енисея, Ангары, Дона и других рек.

Как правило, переработка берегов водохранилищ носит более ин­тенсивный характер, чем абразия морских берегов. До создания во­дохранилища в речной долине вырабатывается относительно устой­чивое равновесие между рекой и берегом. При создании водохрани­лища, когда водой заполняется почти вся долина, создаются новые условия. Водохранилище стремится выработать новый профиль бе­регов, энергично их разрушая и перерабатывая. Образу­ются оползни, обвалы и другие опасные геологические процессы.

Особенно интенсивно размываются берега, сложенные рыхлы­ми осадочными породами. Например, ширина зоны переработки берега, сложенного глинистыми породами, на Днепровском водо­хранилище достигала более 150 м. На одном из участков Братского водохранилища берег за 5 лет отступил более чем на 700 м.

Опасность развития береговых процессов заключается в том, что в зону переработки берегов нередко попадают населенные пункты, промышленные и транспортные объекты, линии электропередач и т. д. Переработка берегов водохранилищ сопровождается активиза­цией опасных склоновых и карстово-суффозионных процессов, заболачиванием берегов (Рыбинское водохранилище), развитием просадочных явлений в лессовых породах (Цимлянское водохранили­ще) и другими неблагоприятными геологическими процессами. Велики размеры подтапливаемой территории, которая создается за счет подпора водохранилищем горизонтов грунтовых вод. Зоны подтопления по своим размерам нередко приближаются к самим во­дохранилищам.

Переработка берегов и формирование чаши водохранилища сложный процесс, который зависит от многих природных и техногенных факторов. К числу важнейших относят геологические усло­вия (литологический состав, свойства и условия залегания горных пород), размеры и конфигурация берегов водохранилища, гидрологические факторы (в частности, силу удара волн, глубину воды, наличие течений), климатические условия.

Динамика развития процессов переработки берегов водохранилищ в разные периоды их эксплуатации различна. Выделяют три стадии развития: активную, стабилизации и динамического равновесия. Осо­бенно интенсивно берега размываются в первые 2—3 года после наполнения чаши водохранилища. Наибольшему разрушению подвер­гаются берега с крутизной склонов более 6°. На берегах (крутизна склонов менее 6°), наоборот, образуются аккумуля­тивные наносы. Максимальное отступление берега отмечено на Рыбинском водохранилище — 350 м в течение 2 лет после заполнения. Период активной абразии берегов сменяется периодом стабилизации, который в зависимости от инженерно-геологических условий, разме­ра водохранилища и других факторов занимает от 10 до 50 лет. Пре­кращение активных процессов переработки берега свидетельствует о выработке динамического равновесия. Отступание бровки берега прак­тически прекращается, однако некоторые геологические процессы продолжают развиваться, хотя и в незначительной степени.

При инженерно-геологических изысканиях для обоснования про­ектов водохранилищ и строительства в прибрежных зонах основное внимание уделяют прогнозу интенсивности переработки берегов. При прогнозе оценивают: 1) ширину полосы возможного размыва бере­га и 2) интенсивность процесса переработки берега, т. е. ширину береговой полосы, которая будет размыта за 1 год, 10 лет, 20 лет и более. Для этих целей используют в основном метод аналогий и методы расчета по эмпирическим зависимостям.

Защита берегов водохранилища от переработки включает как профилактические, так и инженерные (активные) мероприятия. К первой группе относят мероприятия, направленные на предупреждение развития опасных береговых процессов: планировку берего­вых откосов, лесомелиорацию — посадку древесно-кустарниковых насаждений на береговых склонах и подводной растительности берегов, запрещение устройства на склонах различньгх выемок, землечерпательных работ в основании склонов и др.

Вторую группу защитных мер составляют инженерные мероп­риятия по укреплению береговых склонов. Устраивают различного рода покрытия из камня, асфальта, железобетонных плит, эколо­гичных геосинтетических материалов. При создании очень крупных водохранилищ применяются меры по гашению энергии волн (за­щитные дамбы, волноломы, буны и др.).

Следует принимать специальные антисейсмические меры при проектировании водохранилищ глубиной более 100 м в тектоничес­ки активных районах, в связи с возможным развитием «наведенных» землетрясений после заполнения чаши водохранилища.