10. Переработка берегов водохранилищ.

Формирование берегов водохранилищ после их наполнения-переработка, так как до их создания берега формировались под воздействием природных процессов в естественных условиях.

После наполнения водохранилищ условия изменяются и формируются новые берега, под влиянием процессов их подмыва и разрушения (вызывают нарушение равновесия масс горных пород на склонах и образование осыпей, обвалов, оползней или оживления деформаций на участках старых оползней).

Основные условия, определяющие формирование берегов водо­хранилищ, те же, что и для берегов морей и озер:

1. геологические: ГП по инженерно-геологической классификации, условия их залегания, ориентировка тектонических структур, новейшие и современные движения земной коры, распределение рыхлого материала в береговой зоне и его состав;

2. геоморфологические: рельеф подводного берегового склона и побережья, ориентировка береговой линии, положение аккумулятивных форм рельефа, современные геологические процессы, их проявление и активность и др.;

3. гидрологические: размеры водной поверхности, режим уровня воды, ледовый режим, интенсивность волноприбойных явлений, вызванных господствующими ветрами, движением судов, паводковыми явлениями, направленные береговые течения и др.;

4. условия, возникшие в связи с инженерной и хозяйственной деятельностью человека: строительство в береговой зоне, подработка склонов, распашка склонов, интенсивное судоходство, режим эксплуатации водохранилища (объем, продолжительность и частота сработки уровня воды)

Переработка наиболее интенсивна в первые годы после наполнения водохранилища, когда при изменении природных условий склоны оказываются в новых геологических условиях, нарушающих их устойчивость. Впоследствии, они приобретают устойчивое состояние и процесс переработки замедляется.

При проектировании и строительстве в зоне влияния водохранилищ важнейшее значение приобретает прогноз переработки его берегов. Необходимо определять: ширину зоны переработки; скорость переработки берега.

ДИПСИК. Берега, обычно без постоянного воздействия воды, начинают стремительно разрушаться, чтобы сформировать новый устойчивый профиль. Главные опасности:

1. Быстрое отступание берега (до 20-40 м в год в первые годы).

2. Оползни и обвалы из-за подмыва склонов.

3. Уничтожение земель, дорог и строений.

4. Загрязнение водоема смытым грунтом.

От чего зависит скорость разрушения:

• Состав берега: хуже всего рыхлые породы (песок, лёсс, глина).

• Колебания уровня воды: чем больше амплитуда сработки водохранилища, тем сильнее разрушение.

• Волны: Крупные водохранилища создают волны, как на море.

Меры защиты:

• Не строить в прогнозной зоне разрушения.

• Укреплять берег: камнем, габионами, шпунтовыми стенками.

• Стабилизировать склоны: дренажом и посадкой растений.

• Создавать искусственные пляжи  для гашения волн.

11. Методы прогноза переработки берегов водохранилищ.

При прогнозе переработки берегов водохранилища необходимо определять: ширину зоны переработки и скорость переработки берега.

Кроме того, нужно намечать инженерные мероприятия:

1. Эмпирико-статистические (аналоговые) методы. Прогноз основан на обобщении данных наблюдений за переработкой берегов на аналоговых водохранилищах или на данном водохранилище за прошедший период.

Метод инженерно-геологических аналогий:

• Подбирается участок с похожими условиями: состав пород, крутизна склона, волновой режим, амплитуда колебания уровня.

• Установленная на аналоге среднегодовая скорость отступания переносится на прогнозируемый участок с поправками.

Метод множественной регрессии:

На основе многолетних данных измерений на многих водохранилищах строятся математические зависимости скорости переработки от ключевых факторов (высоты волны, литологии, амплитуды сработки и т.д.).

2. Балансовые (кинематические) методы. Расчет объема разрушенной породы исходя из баланса между объемом абразионного разрушения и объемом накопления продуктов размыва в виде пляжа и подводного аккумулятивного вала.

Метод В.П. Зенковича / Г.С. Золотарева: Основан на концепции выработки профиля равновесия.

Рассчитывается объем породы, который необходимо удалить с берегового уступа, чтобы сформировать устойчивый подводный склон заданной крутизны. Зная этот объем и волновую энергию, оценивают время и скорость переработки.

3. Математического моделирования. Комплексное численное моделирование всех компонентов системы.

• Моделирование ветро-волнового режима водоема (волны, течения, колебания уровня) с учетом розы ветров и размеров и формы чаши.

• Расчет переноса, аккумуляции и размыва частиц в береговой зоне.

• Оценка устойчивости берегового уступа, моделирование обрушений и оползней

4. Сценарный подход: Прогноз выполняется для различных сценариев — нормальная эксплуатация, маловодный/многоводный период, экстремальные шторма.