3.5.5. Заходи боротьби з морською абразією.

Боротьба з морською абразією ведеться головним чином шляхом будівництва спеціальних захисних споруд. Діляться вони на дві категорії: а) споруди пасивного захисту; б) споруди активного захисту.

Споруди пасивного захистусприймають на себе удари морських хвиль і тому порівняно швидко деформуються і руйнуються.Споруди активного захистуслужать для накопичення і утримання наносів. Енергія морських хвиль витрачається в цьому випадку головним чином вже не на удари об захисні споруди, а на переміщення й стирання пляжних наносів. Тому захисні споруди цього типу довговічніші у прівнянні зі спорудами пасивного захисту. Типовими спорудами активного захисту є морські буни. Це масивні споруди, розташовані нормально або під деяким кутом до берегової лінії (залежно від переважного напрямку хвиль). Хвилі, які несуть наноси, перекочуючи через буни, втрачають свою силу і швидкість та відкладають наноси в просторі між сусідніми бунами. В результаті утворюється смуга пляжу, яка поступово розширюється, наступаючи в бік моря, висуваючи вперед лінію берега. Конструкція бун може бути найрізноманітнішою (ряжеві і пальово-щитові з камінною закидкою, масивно-монолітні і ін.). Широко застосовуються гравітаційні буни у вигляді бетонних чи залізобетонних збірних масивів. Гребінь бун зазвичай виступає на 0,5-1,0 м над рівнем моря. Буни ефективні в тих місцях, де є велика кількість донних наносів.

Хвилерізи (хвилеломи), на відміну від бун, становлять собою штучні масиви, розташовані паралельно береговій смузі на деякій відстані від неї. Вони можуть підніматися над рівнем моря, а можуть бути й затопленими. За своїм характером робота хвилерізів нагадує роботу бун, але в цьому випадку пляжні наноси накопичуються між хвилерізом і берегом моря. Форма хвилерізів може бути різною і залежить від форми берегової лінії, напрямку хвиль і т.д. Часто хвилерізи застосовуються в комбінації з поперечними масивами (траверсами, бунами) і влаштовуються у вигляді ряжів, заповнених камінням, бетонних чи залізобетонних масивів і т.п.

Типовими спорудами пасивного захисту є хвилевідбійні стінки, які зводяться з кам‘яної закидки, бетону, залізобетону. Такі споруди недовговічні. Відомі випадки, коли бетон у хвилевідбійних стінках підрізався морськими хвилями на глибину до 30 см протягом одного року. Стінки руйнуються також внаслідок розмивання корінних порід в їх основі, що викликає їх перекидання. Тому зараз перевага надається засобам активного захисту як більш ефективним.

3.5.6. Переробка берегів і формування чаші водосховищ.

Процеси абразії спостерігаються не тільки в берегах природних водоймищ (океанах, морях, озерах), але й на штучних (водосховищах). Однак тут ці процеси протікають інакше, ніж на природних і, як правило, більш інтенсивно. Пояснюється це тим, що водосховища звичайно створюються в глибині континентів, у річкових долинах. Схили таких долин сформувалися під впливом ерозійної діяльності річок та інших процесів, характерних для континентальних умов, і за своїм профілем не відповідають новим умовам, які створюються при заповненні водосховищ. Ця невідповідність раніше створених форм новим умовам і є причиною виключно інтенсивного розвитку процесів формування нового профілю берегів водосховища і всєї його чаші. Переробка берегів супроводжується розмиванням берегової смуги шириною в декілька десятків, а інколи і в декілька сотень метрів. В зону переробки часто потрапляють населені пункти, промислові підприємства, різні комунікації, сільськогосподарські угіддя тощо.

Одночасно з руйнуванням берегів відбувається відкладення продуктів руйнування, які, залишаючись частково поблизу берегових схилів, утворюють мілини і ускладнюють судноплавство. Отже, процеси переробки берегів можуть наносити значну економічну шкоду і вимагають старанного і всебічного вивчення. Найважливішим чинником переробки берегів водоймищ є значна амплітуда коливань рівня води; вони відбуваються внаслідок спрацьовування нормального підпірного горизонту і нового заповнення водосховища у весняний паводок. На великих водосховищах амплітуда коливань досягає 2-7 м.

Зміна положення горизонту води у водосховищах викликає механічне руйнування порід хвилеприбоєм, періодичний підпір грунтових вод, зволоження і обсихання порід тощо. Зволоження та обсихання порід тягне за собою періодичне набухання і усадку глинистих порід, просадкові явища в лесових породах і, нарешті, зміну ваги порід. Це істотно змінює умови рівноваги схилів і викликає розвиток зсувних явищ.

Вітрові хвилі, стічні й хвилеві прибережні течії, а також періодичні коливання рівнів води у водосховищі – основні активні чинники переробки берегів.

Інженери-геологи вивчають морфологію схилів, їх геолого-літологічну будову, гідрогеологічні умови і фізико-механічні властивості порід. За морфологічними особливостями береги водосховища звичайно розділяють на приглиблені і обмілинні. Приглиблениминазивають береги з крутизною схилів, більшою від^,обмілинними– відповідно схили з меншою крутизною. Перші сильніше руйнуються, а берегова лінія шидше відступає в бік суші. Обмілинні майже зовсім не піддаються руйнуванню і змінюють свій профіль головним чином за рахунок акумуляції наносів. Тому тут берегова лінія часто зміщується в бік водної поверхні.

Форма берегової лінії водосховища також впливає на переробку його берега. Так, наприклад, найсильніше піддаються руйнуванню частини берега, шо виступають у бік акваторії, в той час як глибокі бухти і затоки часто повністю відділяються від водосховища в результаті утворення барів і таким чином опиняються за межами хвилевої діяльності.

Велику роль відіграє геологічна будова берегів і властивості порід. Скельні і напівскельні, а також щільні дочетвертинні глини є найстійкішими щодо механічного впливу хвиль. Швидкість і величина розмивання таких порід залежить від руйнування при вивітрюванні, а роль хвилевої діяльності зводиться до видалення продуктів вивітрювання. Піщані породи (незв‘язні) руйнуються швидше, ніж глинисті. Але піщані фракції акумулюються переважно поблизу берегового схилу, утворюючи захисну обмілину, а тонкий глинистий матеріал майже повністю зноситься в глибокі частини водосховища.

Гідрогеологічні умови також позначаються на переробці берегів, коли грунтові води дренуються водосховищем. Заповнення водосховища викликає підпір грунтових вод, а зниження рівня – появу додаткового гідродинамічного тиску в породах берегових схилів. Одночасно відбувається періодичне зважування порід схилу, яке змінюється з появою додаткових навантажень (за рахунок водонасичення порід). Оживають старі і виникають нові зсуви.

Процес переробки схилів залежить від сучасних явищ на схилі: вивітрювання, площинного змиву і струменевої ерозії, розвитку осипів, обвалів, зсувів і т.п. Тому Г.С.Золотарьов запропонував розглядати при вивчені процесів переробки наступні генетичні типи схидів: обвальні, осипні, зсувні, ерозійні, делювіальні, а також схили складного генезису. Методи розрахунку розмірів переробки берегів водосховищ розглядаються в окремих нормативних документах, що стосуються проектування гідротехнічних споруд.

7. Захист берегів водоймищ від переробки і супутних явищ.

Крім переробки берегів, часто спостерігаються явища затоплення або підтоплення прибережних територій. Розрахунки затоплення і підтоплення, а також вибір різних захисних дренажних пристроїв виконуються гідрологами і гідрогеологами у відповідності зі спеціальними методами.

Характер і складність таких заходів залежать в першу чергу від цінності територій, які захищаються. В одних випадках, коли переробка берегів не може принести істотних збитків народному господарству, або зовсім відмовляються від захисних заходів, або обмежуються такими заходами, які можуть тільки зменшити розміри можливої переробки берегів (планування берегових укосів і організація поверхневого дренажу).

Планування укосів зазвичай здійснюється в комплексі з фітогенними заходами: посадкою дерев і чагарників у надводній частині схилу та вологолюбних і водяних рослин у підводній його частині. Дерев’янисто-чагарникові насадження своєю кореневою системою зміцнюють поверхню схилу, перешкоджаючи його розмиванню і руйнуванню в результаті абразії від водосховища, ерозії від поверхневих стічних вод по схилах і зсувних процесів. Позитивний вплив справляє також транспірація, що призводить до осушення гірських порід у схилах. Підводна рослинність гасить енергію хвиль, зменшує швидкість течії і зміцнює підводний укіс своєю кореневою системою.

При захисті більш цінних територій (населені пункти, майданчики промислових підприємств і т.д.) вдаються зазвичай до різного виду берегозміцнюючих заходів і споруд. До них належать закріплення укосів різного роду покриттями: фашинами, кам‘яною закидкою, брукуванням (відмощенням), бетонними плитами, асфальтом і т.п. Покриття вкладаються на піщано-гравійну або щебнясту-піщану підготовку.

В основі берегового покриття влаштовується упор у вигляді кам‘яної призми, пальового або шпунтового огородження. Інколи огороджувальна конструкція виконується у вигляді підпірної стінки з кам‘яної кладки, бетону чи залізобетону, у більшості випадків на пальовій основі. Інколи будують контрфорси з добре водопроникного матеріалу (камінь, гравій, пісок). На великих водосховищах зі значною висотою хвиль можуть будуватися буни і хвилеломи, влаштовуються також дренажі різного типу тощо. Велике значення мають також охоронні заходи: заборона насипань, виїмок, землечерпальних робіт та ін.

Запитання для самоконтролю.

1. Поясніть суть абразії берегів озер і морів. Що таке «корозія» і «коразія»?

2. Чим абразійний береговий профіль відрізняється від акумулятивного?

3. Від чого залежить інтенсивність абразії?

4. Як поділяються гірські породи за ступенем розмивності?

5. Назвіть заходи боротьби з морською абразією.

6. В чому полягають особливості переробки берегів штучних водоймищ?

7. Поясніть відмінності між приглибленими і обмілинними берегами.

8. Яким чином можна захищати береги водоймищ від переробки?