2.7. Інженерні заходи щодо попередження руйнування берегів морів, водосховищ, озер та річок

Розмив берегів морів, водосховищ, озер та річок, який загострився в останню чверть XX століття і на початку XXI століття, визиває необхідність оцінки його наслідків та активне проведення берегозахисних споруд. Абразійні процеси, роз­мив, переформування, переробка - терміни, які часто зустрічаються і визнача­ють сукупність складних механізмів багатофакторннх процесів, які приводять до руйнування берегів морів, озер, річок і водосховищ під дією хвиль, крижин, течій та коливань рівня.

На морських узбережжях держави загальною довжиною 2630 км проявля­ються абразійні процеси переробка берегової лінії. Таким чином, руйнується майже 60% загальної довжини. Небезпека цих явищ полягає у тому, шо вони сприяють розвитку зсувів та обрушень прибережних схилів.

Найбільшого впливу абразії зазнає узбережжя Чорного та Азовського морів у межах південного берега Криму, Одеської, Миколаївської, Запорізької та Донецької областей. Активно ці процеси проявляються й на берегах водосховищ Дніпров­ського та Дністровського каскадів ГЕС. Інтенсивність абразії, насамперед, обу­мовлена середньо та багаторічною мінливістю штормів і рівня моря, що, у свою чергу, визначає швидкість руйнування берегів і, відповідно, час дестабілізації схилів, а також стійкістю порід, які складають береги, до розмиву.

Швидкість абразії Чорноморського та Азовського узбережжя складає 0,5-1,2 м/рік, але по окремих ділянках уздовж узбережжя Кримського півострову відступ берегової лінії досягає 3^4- м/рік. Уздовж лиманів та морського узбереж­жя Одеської області швидкість абразії сягнула 2,7 м/рік при максимальній вели­чині до 15 м/рік, у Миколаївській області (на правому схилі Бучського лиману) - 1,3—1,5 м/рік при максимальній величині до 5-8 м/рік.

Абразійне руйнування берегів призводять до значних матеріальних витрат.

Під постійною загрозою знаходяться численні санітарні комплекси, житлові будинки, інженерно-транспортні комунікації та споруди, набережні, а також і ран­іше побудовані берегозахисні споруди.

Ситуація настільки загострилася, то руйнівними процесами вражені такі все­світньо відомі унікальні об'єкти, як Лівайдійський та Алупкінський палацо-паркові комплекси. Катастрофічно розмивається берег у районі унікальних оздоров­чих Сакських комплексів та район Затоки Одеської області.

Протяжність берегозахисних споруд поверхневих водних об'єктів країни у межах міст І селищ становить близько 830 км, з яких ремонту, або реконструкції потребують понад 750 км, що становить 90% від загальної протяжності.

Загальні витрати на будівництво та експлуатацію зазначених споруд склада­ють лише 10% від потреби. У той же час, збитки від руйнування берегів протя­гом двох років складають (становлять) близько 75 млн. гривень.

Інженерні заходи (споруди) для захисту берегів морів, водосховищ, озер та річок направлені на захист корінного берега, зберігання та розширення існуючих або утворення штучних пляжів, а також захисту територій при нагониих підйо­мах рівня моря, які знаходяться в низинах.

Інженерні заходи для захисту берегів можна підрозділити на чотири групи: хвильозахисні, хвильогасящі, пляжоутримуючі та спеціальні.

Хвильозахисні заходи передбачають будівництво вздовж берегових споруд у вигляді підпірних берегових стінок (набережних) хвильовідбійного профілю з різних матеріалів, шпунтованих стінок, ступінчатих кріплень з укріпленням осно­ви терас, масивних хвильоломів та відносних улаштувань у вигляді монолітних покрить, покрить зі збірних плит та синтетичних матеріалів або вторсировини.

Хвильогасящі заходи включають будівництво вздовж берегових проникли­вих споруд із пористою напірною гранню і хвильогасящими камерами та відкотні накиди з каміння, укладених фасонних блоків або влаштування штучних вільних пляжів.

Пляжеутримуючі заходи передбачають улаштування вздовж берегових підводних банкетів, поперечних бон та шпор.

Для спеціальних відносяться заходи, які регулюють управління стоками річок: імітація природних форм рельєфу, яка передбачає перебазування запасів наносу, будівництво струменя - направляючих берегових споруд у вигляді дамб (із землі та камінного накиду), прохідних шпор або напівзагат. а також штучне закріплення землі відкосів.

По своєму характеру, інженерні берегозахисні (берегоукріплюючі) споруди (улаштування), можна розбити на пасивні та активні. Пасивними є захисні спору­ди, які механічно протидіють розмиву. До них відносяться хвильовідбійні, підпірні камінні або бетонні стінки, або кам'яна одежа, тощо.

Хвильовідбійні стінки розташовують на скелястій нерозмиваній основі або заглиблюються нижче можливого розмиву.

Лицевій поверхні стінок придається криволінійний контур з невеликим козир­ком зверху для відкидання хвилі в бік моря.

За стіною улаштовується дренаж для відводу води та робляться водовипуски в бік моря. Зовнішню поверхню стінок облицьовують каменем твердих порід.

Пологі відкоси закріплюють камінною одежею у вигляді накиду або мосто­вою, покладеною по шару зворотного фільтра, та бетонних, або залізобетонних плит, укладених по шару камінової підготовки. Особлива увага звертається зак­ріпленню нижньої - підпорної частини одежі. Тут застосовуються шпунтові ряди або уперті зуби, які заповнені камінним накидом. В умовах інтенсивного руху прибережного наносу пасивні захисні споруди самі пособі можуть тільки упо­вільнити темпи розмиву, але не усунути його.

Активними є захисні споруди, які сприяють відкладенню наносів та нарощу­вання берегу. До них відносяться поперечні споруди - були, повздовжні берего­захисні хвильоломи, дамби), комбіновані пляжі обжатого профілю.

Поперечні дамби або буни розташовуються групами перпендикулярно до лінії берегу. Відстань між ними приймається рівним від 1 до 3 довжини буни.

У бік моря вони продовжуються до глибини не більше 2-3 м і в бік берегу на 1-І ,5 км вище рівня моря. Гребень бун робиться або горизонтальним із підвище­ним на 0,5 1 м над поверхнею моря, або постійно підвищених у бік берегу. Кон­струкції бун різні, якщо грунти дозволяють забивати палі, застосовують пальові буни, коли наявність деревоточців не дозволяє застосовувати дерева, застосову­ють металеві та залізобетонні палі. Буни можуть бути суцільні і складатися із двох рядів паль із заповненням проміжутків каменем або бетоном. При наяв­ності достатньої кількості піску та гравію, які переміщаються вздовж берегової лінії, буни ефективно сприяють нарощуванню берега.

Повздовжні виступають із води або повністю затоплені хвильоломи - роз­ташовуються паралельно берегової лінії на глибині до 2-3 м. їх призначення - частини енергію хвилі та сприяти накопиченню наносів між хвильоломом та бе­регом. Цей активний береговий захист найкращим образом здійснюють затоп­лені хвильоломи з відміткою гребеню на 0,3 - 0,5 м нижче рівня моря.

Передні грані хвильоломів придасться пологий схил у бік моря (1:3 або 1 :4), а задня грань спускається вертикально.

Як показав опит експлуатації берегозахисних споруд на морях та водосхови­щах, при їх утворенні необхідно керуватися наступними принципами: універ­сальність, етапність, комплектність та активність захисту.

Принцип універсальності полягає у тому, що проектуємі захисні споруди по­винні виконувати захисні функції при різних рівнях режимів водоймищ (спад або підвищення рівня). Принцип етапності будівництва зводиться до можливості їх нарощування у плані і по висоті з урахуванням можливого підвищення рівня та активізації небезпечних процесів. Принцип комплектності полягає в забезпече­ності захисту берегів від усіх можливих природних процесів, які вражають при­бережні території. Принцип активності захисту передбачає, по суші, перехід до укріплення берегоформуючнх процесів за рахунок штучного підсилення їх акумулюючої складовою та відповідного зменшення.

Розглядаючи питання захисту берегів від негативних факторів впливу на них, ми маємо на увазі, у першу чергу, фактори природного характеру, недооцінюючи негативні наслідки людської діяльності на берега. Багаторічний опит інженерно­го впливу на них показує, щодо необхідності умов створення і експлуатації тих, або інших будинків та споруд, але головним чином, щодо необхідності комплекс­ного підходу до оцінки всіх можливих наслідків любого будівництва в береговій зоні. В особливості це стосується реалізованих за останні роки проектів будів­ництва на морських та річкових побережжях великих промислових комплексів, у тому числі нафтових терміналів та інших екологічно небезпечних об'єктів. Роз­робка нових ефективних методів прогнозування та упорядкування діяльності людини на берегах, її оптимізація - задача найближчого часу.