Берегозащитные сооружения их значения, и модернизация в пределах г.Сочи

Содержание.

Введение	2
Глава 1. Современная концепция берегозащитных сооружений.	4
Глава 2. Применяемые берегозащитные сооружения.	6
Глава 3. Состояние и эффективность работы существующих берегозащитных сооружений.	37
Глава 4. Пути модернизации и повышения эффективности работы берегозащитных сооружений.	45
Глава 5. Требования по охране природы при разработке и реализации берегозащитных мероприятий.	53
Выводы и рекомендации	58
Список литературы.	59

Введение.

В настоящее время, побережье Черного моря в пределах города Сочи интенсивно осваивается. В результате этого усиливаются антропогенные нагрузки на прибрежную зону моря. Это приводит к нарушениям сложившегося динамического равновесия между, процессами в береговой зоне и факторами их обуславливающими. В итоге развиваются процессы абразии берегов и размывов пляжей ширина пляжей, за последние годы сократилась до 10, 15 метров и они не могут выполнять возложенные на них функции. Под угрозой устойчивость берегов и всех сооружений находящихся на них.

Существующая я система берегозащиты в последнее десятилетие практически не реконструировалась, ни строились современные берегозащитные сооружения, в связи с этим возникла необходимость анализа состояния существующих сооружений, и разработка современных мероприятий по защите берегов это является целью дипломной работы.

Для написания работы были использованы опубликованные литературные источники, фондовые материалы ряда организаций занимающихся берегозащитой и материалы натурного обследования комплекса берегозащитных сооружений в пределах Адлерского района.

Хочу выразить благодарность: д.т.н. Шахину В.М., а также заведующему лабораторией полевых изысканий к.т.н. Ярославцеву Н.А., огромную признательность выражаю своему дипломному руководителю к.г.н. Рыбка В.Г.

Реферат.

В работе 59 страниц, 6 таблиц, 6 рисунков наименование использованной литературы, Каталог наблюдений над уровнем Черного и Азовского морей, Гидрометеорология и гидрохимия морей, Гидрометеорологические условия, Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР, Отчет о состоянии моря и прибрежной полосы г. Туапсе – Адлерский район, Проектирование морских берегозащитных сооружений СП 32 – 103 –97.

Ключевые слова: берег, прибрежная зона, берегозащитные сооружения, буна, волнение, вдоль береговое течение, уровень воды.

В работе приводится описание современного использования береговой зоны и берегозащитных сооружений на побережье Адлерского района г. Сочи, предлагаются варианты применения современных берегозащитных сооружений.

Глава 1. Современная концепция берегозащитных сооружений.

Мировой опыт морской берегозащиты показывает, что ее эффективность во многом определяется соблюдением следующих концептуальных принципов:

1.1.     Активность берегозащиты

Берегозащитные сооружения в условиях стадиальноретмического развития побережья на ряду со снижением волнового воздействия на береговой склон и пляжевую полосу, должны регулировать перемещение наносов в прибрежной зоне моря, перераспределяя вдоль береговой и перечный транспорт с целью сохранения и восстановления пляжевой полосы как основного элемента защиты берега.

1.2.     Многофункциональность берегозащиты.

Конструкции применяемых сооружений должны совмещать основные функции берегозащиты с возможностью их использования в рекреационных, транспортных, биотехнологических и д.р. целях с обязательным выделением пляже вой полосы общего пользования.

1.3.     Экологическая чистота Берегозащиты.

Берегозащитные мероприятия должны сохранять и улучшать экологическую обстановку в прибрежной зоне моря и прилегающем к ней участки суши.

1.4. Соответствие берегозащитных сооружений береговым ландшафтам и архитектурной эстетики.

Берегозащитные сооружения должны органически вписываться в береговые ландшафты, а их архитектурное оформление должно способствовать эстетическому восприятию. Достигаются подобный эффект созданием новых конструкций строительных материалов и покрытий.

1.5. Локальность берегозащиты.

Берегозащитные мероприятия должны реализовываться в границах литодинамических систем однако, учитывая различную социально-экономическую значимость и степень освоения участков побережья в пределах одной литодиномической системы, размера возможного материального ущерба и отрицательно экологических последствий от разрушения берегов и расположенных в их пределах промышленно-транспортных объектах и населенных пунктах, а также сообразуясь с финансово-техническими возможностями строительных организаций, берегозащитные мероприятия могут носить избирательный локальный характер.

Глава 2. Применяемые берегозащитные сооружения.

При первоначальном выборе типа сооружений и ва­рианта защиты берега в литодинамической системе следует руководствоваться рекомендациями табл. 1, составленной с учетом типичных природных условий на отмелых и приглубных берегах бесприливных морей.

Берегозащитные мероприятия должны проектиро­ваться, как правило, для каждой литодинамической системы в целом. В проекте берегозащитных мероприятий выбор ме­тода защиты должен быть обоснован волновой обстановкой в средних и экстремальных условиях, результатами исследова­ния бюджета наносов, с учетом экономики и влияния меро­приятий на окружающую среду. Берегозащитные мероприя­тия должны обеспечивать минимальные нарушения в на­стоящем времени и будущем природных факторов в физиче­ском и экологическом аспектах и эстетики литодинамиче­ской системы. При выборе типа, размеров и расположения берегозащитных сооружений в литодинамической системе должно учитываться не только достижение поставленной це­ли на защищаемом участке побережья, но также влияние проектируемых берегозащитных сооружений и мероприятий на примыкающие к нему участки побережья.

При проектировании берегозащитных мероприятий следу­ет иметь в виду, что индивидуальная защита коротких отрез­ков размываемых берегов внутри большой зоны размывае­мого побережья весьма сложна, дорогостоящая и малоэффек­тивна, так как прилагающие незащищенные берега продол­жают отступать. Частичные берегозащитные мероприятия могут даже ускорить размыв прилегающих берегов.

При оценке состояния берегов в литодинамической системе должна предусматриваться возможность использова­ния существующей в ней естественной защиты и ее сохране­ния в ненарушенном состоянии. При этом необходимо учи­тывать, что надводная и подводная части существующего пляжа являются внешней границей защиты, на которой га­сится большая часть волновой энергии, а дюна на песчаных побережьях является внутренней границей защиты от жесто­ких штормов.

В случае размыва пляжей или их отсутствия защита берега должна быть обеспечена искусственными средствами с помощью различного вида берегозащитными сооружениями, способствующих восстановлению и стабилизации пляжей. При изучении проблемы искусственного восстановления пляжей необходимо выяснить возможность механической или гидравлической доставки пляжевого материала на уча­сток размыва.

На прямолинейных участках берега и при неизмен­ном направлении результирующего потока наносов вдоль него метод искусственного питания может обеспечить защиту берега на большом протяжении. Важное преимущество мето­да искусственного питания состоит и в том, что он устраняет основную причину размыва берега и пляжей - дефицит есте­ственного поступления наносов на рассматриваемый участок побережья и устраняет низовые размывы на смежных участ­ках побережья.

К свободным следует относить искусственные песча­ные пляжи, функционирующие без пляжеудерживающих со­оружений. При экономически выгодном расположении пес­чаных карьеров и стоимости песка в них, а также условий доставки его на защищаемый участок побережья искусствен­ные свободные песчаные пляжи являются эффективным и экономически целесообразным методом защиты морских песчаных побережий от размыва волнами и течениями. Этот метод защиты берега об абразии заложен самой природой во взаимодействии размываемого берегового откоса со штормо­выми волнами, в результате которого формируется профиль подводного берегового склона, обеспечивающий наиболее полное гашение волновой энергии /22/.

Использование искусственных свободных песчаных пляжей в целях берегозащиты позволяет значительно снизить материалоемкость, стоимость и трудоемкость работ, а также сократить их сроки; в условиях курортов обеспечивает нор­мальный водообмен в береговой зоне. Достоинством таких сооружений является их природоохранная роль, способст­вующая сохранению земельных ресурсов. Они не только пол­ностью исключают низовые размывы берега, неизбежные при строительстве каких-либо других берегозащитных сооружения.

Каменную наброску банкетов, работающих в качест­ве упоров откосных креплений на берегах с песчаными нано­сами, при условии их заглубления до уровня постоянной влажности допускается укладывать по тюфячной выстелке. Глубина заложения тюфяка должна назначаться с учетом воз­можной глубины размыва .

Волногасящие прикрытия из фасонных массивов применяются для защиты береговых откосов и сооружений от волнового воздействия. По конструкции прикрытия делятся на два типа:

прикрытия, уложенные курсами по определенной системе на горизонтальном или слабонаклонном естественном осно­вании, отодвинутые от стены или прислоненные;

прикрытия, состоящие из каменного ядра и защитного по­крытия из фасонных массивов, уложенных по откосу и греб­ню ядра.

В отдельных случаях прикрытия могут выкладываться из фасонных массивов равномерно без определенной системы.

Укладка фасонных массивов в приурезовой зоне, в отличие от наброски, обеспечивает возможность создания компактного прикрытия с соблюдением заранее заданных размеров, эконо­мию материалов и улучшенный вид.

В аварийных случаях допускается устройство волногасящих прикрытий из фасонных массивов в виде наброски.

Преимуществами волногасящих прикрытий из фасон­ных массивов являются:

возможность интенсивного гашения волн на коротком рас­стоянии;

малое волноотражение по сравнению с сооружениями, имеющими сплошные непроницаемые грани;

значительное снижение интенсивности размыва пляжей, расположенных перед прикрытиями;

относительная легкость ремонта повреждений прикрытия;

возможность ликвидации усадок путем дополнительной ук­ладки фасонных массивов;

снижение материалоемкости при достаточно высокой ус­тойчивости сооружения.

Прикрытия из фасонных массивов на участках, сложенных неразмываемыми грунтами и не используемых для курортных целей, по эффективности волногашения эквивалентны пля­жам, но в отличие от последних обладают большей устойчиво­стью и практически не требуют периодических пополнений объемов.

Для волногасящих прикрытий в приурезовой зоне реко­мендуется применять четыре типа фасонных массивов: тетраподы, долосы, гексалеги и диподы. Это не исключает и применение других типов фасонных массивов.

Основными факторами, определяющими волногасящий эффект прикрытий из фасонных массивов, являются: тип фасонного массива, крутизна и высота морского откоса и процент пустот в теле прикрытия. Степень гашения энергии волн зависит от характеристик внешнего слоя фасонных мас­сивов прикрытия. Наиболее эффективными является внешний слой, состоящий из двух курсов массивов при 40-50% пустотности. При большей толщине внешнего слоя гашение волно­вой энергии возрастает слабо.

Использование фасонных массивов из бетона для строительства волногасящих прикрытий допускается в том случае, когда отсутствует необходимое количество дешевого камня требуемого размера и прочности.

Сооружение волногасящих прикрытий из фасонных массивов допускается при любых фунтах естественного осно­вания. На скальном основании или на каменной постели ре­комендуется правильная укладка массивов. На размываемых грунтах допускается произвольная укладка без каменных по­стелей с последующим пополнением массивов по мере осадки сооружения.

Волногасящие прикрытия из фасонных массивов ре­комендуется применять вне зон курортного использования и городской застройки при технико-экономической нецелесо­образности искусственного пляжеобразования:

на мысовидных выступах берега;

на берегах с волноотбойными стенами или открытым бе­реговым уступом, если ширина естественного пляжа недоста­точна для обеспечения волногашения;

на оползневых берегах, где гибкость, обеспечиваемая хо­рошей взаимосвязью между массивами, гарантирует их долго­временную работу при существенных деформациях, возни­кающих в результате оползневых подвижек;

при необходимости защиты откоса и оснований дюны от размыва во время нагонных повышений уровня моря;

в качестве противоаварийного средства для ликвидации размыва берега или временного усиления поврежденных волноотбойных стен.

Рисунок 1 - Технические характеристики фасонных массивов

Волногасящие прикрытия из фасонных массивов от­носятся к берегозашитным сооружениям IV класса капиталь­ности.

Волногасящие прикрытия под воздействием волнения раз­рушаются постепенно, поэтому сооружение их с большим за­пасом устойчивости экономически невыгодно, т. к. в процессе эксплуатации прикрытия легко ремонтируются пополнением фасонных массивов.

Волногасящие прикрытия из фасонных массивов за­щищают берег только непосредственно по фронту конструк­ции и не обеспечивают его защиту на верховом и низовом участках. Поэтому в целях предотвращения обхода прикрытия и его постепенного разрушения должно быть предусмотрено усиление его концов путем устройства надежных сопряжений прикрытия с береговым уступом в виде врезок либо путем за­щиты торцов прикрытия короткими и невысокими траверса­ми. Одновременно следует предусмотреть меры по ликвида­ции низового размыва.

При проектировании волногасящих прикрытий из фа­сонных массивов устанавливаются их характеристики:

целесообразный тип и необходимая масса фасонного мас­сива в соответствии с крутизной морского откоса прикрытия;

высота и ширина гребня прикрытия;

нижняя граница (заглубления) защитного прикрытия;

необходимая масса камня и толщина слоев грунтонепроницаемого фильтра, обеспечивающего устойчивость каменного ядра или фунтов защищаемого берегового откоса;

необходимость в каменной постели или в фильтре в зави­симости от требований, предъявляемых к основанию прикры­тия и его общей устойчивости.

Бетон для изготовления фасонных массивов должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к гидротехниче­ским бетонам. Проектная марка бетона фасонных массивов по прочности, водонепроницаемости и морозостойкости должна назначаться в зависимости от района строительства и зоны работы сооружения.

Ядро волногасящего прикрытия из фасонных масси­вов должно выполняться из несортированного камня твердых пород. Фильтры, сопрягающие фасонные массивы с ядром бермы или грунтами защищаемых откосов, выполняются из несортированного камня, удовлетворяющего требованиям крупности и прочности.

Устойчивость волногасящего прикрытия определяет­ся устойчивостью отдельных фасонных массивов на его мор­ском откосе под воздействием расчетных волн. С увеличением крутизны морского откоса прикрытия количество материала для его возведения уменьшается, но при этом возрастает вес отдельного массива. При назначении крутизны морского от­коса должен учитываться тип массива, способ укладки и угол естественного откоса каменного ядра.

Масса отдельного фасонного массива, соответствую­щая состоянию его предельного равновесия при воздействии расчетных волн, обрушивающихся непосредственно на откос прикрытия, устанавливается по формуле (33) п. 1.17 СНиП

Волноотбойные стены и бермы

Волноотбойные стены сооружаются для защиты от волнения береговых уступов или земляного полотна примор­ских железных и автомобильных дорог, поэтому часто такие стены называются подпорно-волноотбойными. Волноотбой­ные стены допускается, по возможности, возводить под защи­той пляжа шириной, достаточной для гашения расчетных волн, в комплексе с бунами или волноломами. При проекти­ровании волноотбойных стен, кроме требований данного раз­дела, следует учитывать рекомендации действующих строи­тельных норм и правил по проектированию подпорных стен.

При назначении планового положения волноотбой­ных стен должно учитываться не только современное состоя­ние берега, но и ожидаемые его изменения в будущем. Поло­жение волноотбойных стен в плане должно совпадать с лини­ей, за которую дальнейший размыв берега не допустим по ус­ловиям эксплуатации защищаемых объектов и сооружений.

При проектировании волноотбойных стен следует учитывать, что вызываемое стенами отражение волн, в осо­бенности на берегах с дефицитом наносов и узкими пляжами, приводит к усилению размыва пляжевой полосы как непо­средственно перед стенами, так и на низовом участке берега. Поэтому в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по сохранению и расширению пляжа перед стеной с помощью бун или подводных волноломов с траверсами.

Если ширина пляжа перед стеной не обеспечивает волногашение и не возможно обеспечить ее увеличение, необ­ходимо принимать меры по защите стен от подмыва выклад­кой прислоненных к стене волногасителей в виде призм из фасонных массивов или камня, возведением берм, шпунтовых ограждений и др.

Отметка верха стены должна соответствовать расчет­ным значениям уровня моря и элементов волн (см. табл. 6.1), а также с учетом высоты надвига льда. Возвышение гребня стены Z_v, м над расчетным уровнем моря рекомендуется при­нимать по формуле:

где: г_с - запас, принимаемый для сооружений II класса капи­тальности - 1,5, III класса - 1,0, IV класса - 0,7 м.

В условиях открытых приглубых берегов бесприливных мо­рей величину Z_v для всех классов капитальности в первом приближении следует принимать не менее 3,5 м.

7.9.6. Для уменьшения высоты наката штормовых волн и устранения переливов воды через гребень волноотбойной сте­ны ее морской части (лицевой грани) следует придать плавное криволинейно очертание с горизонтальным заложением :

где Z_k - высота криволинейной части профиля

Нижний отрезок криволинейного профиля не должен быть круче 35°. Верхняя часть лицевой грани должна быть с волноотражающим карнизом.

Рисунок 2 - Волнозащитная стена с волноотбойным устройством:

а - очертание передней грани стены; б - облицовка передней грани

стены; 1 - средний уровень моря

Волноотбойные стены с поперечным сечением, при­нятым в соответствии с требованиями, долж­ны быть устойчивыми под воздействием расчетных волновых нагрузок в случае отсутствия пляжа и засыпки за их береговой гранью в процессе строительства.

Эффективность работы волноотбойных стен и волногасящих вспомогательных прикрытий перед стеной в ответствен­ных случаях должна быть проверена на гидравлической моде­ли.

Глубину заложения подошвы фундамента волноот­бойных стен следует назначать в зависимости от класса капи­тальности сооружения в соответствии.

Лицевые (морские) грани волноотбойных стен, под­вергающиеся волновым ударам, следует защищать облицовкой из высокопрочных материалов с обеспечением стойкости швов. Облицовка стен, сооружаемых на галечных берегах, при ширине пляжа менее расчетной в зависимости от местных ус­ловий должна выполняться на высоту не менее 0,5 высоты волны над средним уровнем моря и на глубину 0,2 высоты волны ниже этого уровня моря. Если облицовка передней грани не выполняется, то марка бетона должна быть не ниже 300 и В-6.

Засыпку пазух за волноотбойными стенами следует выполнять по возможности обломочным дренирующим мате­риалом. При этом, непосредственно у задней грани стены должна быть уложена дренирующая призма (обратный фильтр), а в теле стены через каждые 5 - 10 м должны быть предусмотрены отверстия 10x10 см для выпуска грунтовых вод. Особое внимание должно быть обращено на тщатель­ность укладки обратного фильтра у выпускных отверстий во избежание выноса засыпки при волнении.

Для обеспечения возможности свободных осадок и уменьшения опасности образования температурных трещин по длине стены (не реже чем через 10 м) необходимо устраи­вать температурно-осадочные швы с прокладкой досок для предупреждения выноса застенной засыпки.

При создании набережных на берегах с песчаными наносами в целях устранения или уменьшения волноотражения вместо волноотбойных стен рекомендуется использовать свайные эстакады в комплексе с откосным укреплением или волногасящие прикрытия сквозной конструкции с волновой камерой, совмещенной с набережной.

Применение берм для защиты существующих стен целесообразно на мысовидных выступах береговой линии, в зонах низовых размывов и при экономической нецелесооб­разности искусственного пляжеобразования. Бермы делятся на два вида: узкие и широкие . Узкие бермы предназначены для предохране­ния бетонных поверхностей стен от истирания галечными на­носами. Широкие бермы возводятся для уменьшения заплеска волн на откосы, снижения воздействия волн на стены. Бермы заглубляются в грунт основания в соответствии с расчетными показателями .

Ширина и высота бермы должны исключать возмож­ность наката волн выше отметки гребня стены.

Ширину бермы В_б, перед волноотбойной стеной, не за­щищенной пляжем, в четвертой волновой зоне следует опре­делять, исходя из условия:

Рисунок 3 - Защитные прикрытия (бермы): а) узкая на скальном основании; 6) широкая; 1 - бетонный блок-берма; 2 - бетонная плита; 3 - рваный или булыжный камень; 4 - каменная постель; 5 - волноотбойный барьер

Высота бермы рассчитывается, исходя из условия вы­соты наката расчетных волн на откосы сложного очертания, и затем уточняется исследованиями на гидравлической модели.

Буны

Буна является поперечным пляжеудерживающим со­оружением, прерывающим вдольбереговое перемещение нано­сов и накапливающим его на берегу. Строительство бун пре­дусматривается в том случае, когда создание искусственных свободных пляжей по технико-экономическим условиям не­целесообразно или невозможно. Строительство бун преду­сматривается в целях:

удержания наносов из естественного их вдольберегового потока и образования за счет этого пляжа необходимой ши­рины;

сохранения или замедления размыва искусственного пля­жа, созданного отсыпками или намывами пляжевого материа­ла, доставляемого извне;

стабилизации ширины пляжа, подверженного периодиче­ским штормовым и сезонным размывам;

сокращения интенсивности вдольберегового перемещения наносов путем приведения уреза моря к направлению, близ­кому к нормали относительно лучей расчетных волн.

Применение бун для образования и защиты пляжей должно быть предусмотрено Генсхемой берегозащитных ме­роприятий, разработанной для литодинамической системы в целом и при надлежащем тщательном технико-экономичес­ком и природоохранном обосновании.

При проектировании бун следует учитывать:

господствующее направление и годовой объем вдольберего­вого перемещения наносов;

значимость и протяженность низового участка размыва бе­рега и общий объем размыва, который может образоваться в результате постройки бун;

экономические преимущества строительства бун с отсып­ками пляжевого материала в межбунных отсеках по сравне­нию с берегозащитой, основанной на искусственных свобод­ных пляжах и периодическом их пополнении пляжеобразующим материалом, доставленным извне, или по сравнению с подводными волноломами с траверсами;

необходимость соблюдения соответствия выбранной конст­рукции бун инженерно-геологическим условиям защищаемого участка берега;

необходимость соответствия материала и конструкции бун экономическим требованиям.

На участках берега, где естественное поступление наносов недостаточно для образования пляжа требуемой ши­рины, следует прибегать к искусственному заполнению межбунных отсеков пляжеобразующим материалом для того, что­бы обеспечить пропуск наносов на низовой участок берега, а также отсыпками непосредственно на низовом участке.

Буны подразделяются:

по конструкции и роду материалов, из которых они возво­дятся (деревянные и железобетонные из свай и пластин, из фасонных массивов и камня, на колоннах-оболочках, грави­тационных бетонных массивов и т.д.);

по способу пропуска наносов (сквозные, уменьшающие скорость перемещения вдольбереговых наносов, и непрони­цаемые, пропускающие вдольбереговой поток наносов только через гребень и в обход конструкции);

по высоте (низкие, высокие и регулируемой высоты, кон­струкция которых позволяет наращивать либо понижать их гребень).

Ввиду различий в процессах транспорта галечных и песчаных наносов вдоль и поперек берега и, соответственно, в формировании пляжей, а также крутизной подводного склона при проектировании следует рассматривать отдельно: а) буны на берегах с песчаными наносами; б) буны на берегах с пес-чано-галечными и галечными наносами.

а) Буны на берегах с песчаными наносами

При проектировании искусственного песчаного пля­жа или расширении естественного с применением бун необ­ходимо учитывать следующее:

под воздействием бун будет полностью прервано или вре­менно приостановлено вдольбереговое перемещение песка в полосе, расположенной между верхней границей наката волн и линией, соединяющей головы бун;

степень воздействия бун на вдольбереговой поток песчаных наносов зависит от высоты, длины, сквозности и количества бун в системе;

при значительной высоте и длине бун вдольбереговое пе­ремещение песка может оказаться сдвинутым на глубины, мо­ристее головных частей бун;

транзитный поток наносов после прохождения вдоль ли­нии голов бун достигает низового участка берега только на некотором расстоянии от последней буны, в связи с чем за последней буной всегда возникает низовой размыв;

система, состоящая из непроницаемых бун, расположенных близко друг от друга (S/L < 1, где S - расстояние между бунами, L - длина бун), способствует отклонению потока наносов от берега и сокращению интенсивности образования пляжа в межбунных отсеках;

буны следует располагать под прямым углом к линии бе­рега.

На песчаных побережьях для расширения естест­венного пляжа при наличии насыщенного вдольберегового потока наносов или создания искусственного пляжа при от­сутствии естественного потока наносов могут применяться:

буны из фасонных массивов или наброски камня однород­ной крупности;

буны из наброски с ядром и защитным покрытием (ядро буны может выполняться из камня разнородной крупности);

гравитационные непроницаемые буны из сборных бетон­ных массивов.

Применение той или иной конструкции бун определяется надлежащим технико-экономическим обоснованием, которое включает в себя:

анализ гидро- и литодинамического режима прибрежной зоны моря в пределах защищаемого участка побережья и со­седних с ним;

анализ геоморфологических характеристик надводной и подводной частей берегового склона, в том числе мощности и протяженности песчаных отложений;

гидравлическое и математическое моделирование для опре­деления оптимального варианта конструкции бун, их геомет­рических размеров, количества и расположения в плане на защищаемом участке побережья.

Длину L, буны и ее продольный профиль, а также расстояние S, между ними следует назначать с учетом:

планов рефракции, построенных для расчетных волн;

господствующего направления и объемов перемещения песчаных наносов;

положения линии обрушения расчетных волн;

средней ширины пляжа в межбунных отсеках, необходимой для защиты от волн прилегающей территории и обеспечения курортных потребностей;

естественного профиля пляжа, существовавшего до размы­ва в районе предполагаемого строительства бун;

гранулометрического состава пляжеобразуюшего материала;

профиля проектируемого пляжа с верховой стороны буны.

При проектировании бун следует исходить из сле­дующих условий:

накопление наносов с верховой стороны буны приводит к отклонению линии уреза от естественного направления к ус­тойчивому ее положению нормально к направлению луча гос­подствующего румба расчетной волны;

перераспределение площади естественного пляжа в межбунных отсеках таково, что величины площадей о и б равны между собой);

положение уреза проектируемого пляжа принимается па­раллельным естественному урезу, изменившему свое направ­ление под воздействием бун.

Основные размеры искусственных песчаных пля­жей, создаваемых под защитой бун, назначаются согласно ре­комендаций раздела 7.2. При этом, профиль буны должен соответствовать профилю поверхности искусственного пляжа. В связи с этим по длине буны различают три части: береговую (корневую), переходную и головную (морскую).

Рисунок 4 - Схема профиля буны на берегу с песчаными наноса­ми: 1 - гребень буны; 2 - профиль проектного пляжа с верховой сто­роны буны, 3 - то же с низовой стороны буны

Длина береговой горизонтальной части буны складывается из длины заделки в коренной берег и размера проектируемой бермы пляжа. Отметка гребня корневой части буны определя­ется необходимой высотой бермы пляжа.

Переходная часть буны сооружается с наклоном гребня па­раллельно поверхности проектируемого пляжа. Перелом в продольном профиле буны совмещается с бровкой бермы пляжа. Морская часть буны сооружается с горизонтальным гребнем, расположенным на 0,5 м выше от­метки среднего многолетнего уровня моря с учетом ветро-волнового нагона. Голову буны следует располагать на глуби­не не более 1,0-1,5 м, считая от отметки уровня моря 50% обеспеченности из наинизших за год. При этом желательно, чтобы голова буны достигала изобаты первого подводного ва­ла.

Расстояние между бунами принимается равным не менее одной длины буны.

В целях улучшения пропуска наносов на низовой участок берега длины бун на концевом участке системы необходимо плавно уменьшать в направлении господствующего переме­щения потока наносов. Угол отклонения головных частей бун в сторону берега принимается в пределах 6-10°. При этом длина последней буны на переходном участке должна быть не менее половины расчетной длины буны.

На берегах, где сильные волнения подходят с обеих сторон системы, переходные участки с укороченными бунами устраи­ваются с двух сторон.

Строительство бун должно осуществляться с мини­мальным ущербом для низовых участков берега. В связи с этим искусственное заполнение межбунных отсеков пляжеобразующим материалом необходимо выполнять одновременно со строительством бун.

Рисунок 5 - Схема уменьшения длины буны на концевых участках

системы в условиях песчаных пляжей: 1 - берег; 2 - буна;

 - угол отклонения линии головных частей бун

Строительство системы из нескольких бун следует начи­нать с низового участка навстречу господствующему потоку наносов. Строительство последующих бун может быть начато только после заполнения наносами пространства между по­строенными бунами.

Каменно-набросные буны следует рассматривать как деформируемые сооружения, требующие периодического эксплуатационного ремонта. Для защитных покрытий ядра буны используется штучный постелистый камень, бетонные блоки фасонной или кубической формы и другие элементы. Защитное покрытие должно иметь толщину не менее чем в 1,5-3 элемента (камня, блока и т. д.). Вес защитных элементов определяется в соответствии с п. 1.17 СНиП /1/. Откосы бун из каменной наброски устраиваются с уклоном не круче 1:3. Ширину гребня каменно-набросной буны следует принимать не менее 3 м. Головные части каменно-набросных бун дово­дятся до изобаты 1-1,5 м, считая от отметки уровня моря 50% обеспеченности из наинизших за год.

Гравитационные непроницаемые буны из сборных бетонных массивов в условиях песчаных пляжей следует при­менять только после обоснования специальными исследова­ниями на гидравлических и математических моделях. Ширина гребня гравитационных бун устанавливается, исходя из усло­вий устойчивости бун при различных волнениях. Головным частям гравитационных бун следует придавать скошенное очертание с уклоном в сторону моря 1:1,4 и положе.

б) Буны на берегах с галечными и песчано-галечными на­носами

Для защиты искусственных, формирования, расши­рения и стабилизации естественных галечных пляжей приме­няются, как правило, непроницаемые буны. При этом вдоль-береговое перемещение галечных наносов после заполнения всей емкости межбунных отсеков проходит через гребень бу­ны и в обход их головных частей.

Буны располагаются под прямым углом к общему направлению линии берега. Наносоудерживающую способ­ность бун определяют следующие факторы:

экспозиция береговой линии на участке расположения бун относительно господствующего направления перемещения наносов;

господствующее направление и годовой объем перемеще­ния наносов;

очертания береговой линии и крутизна надводной и под­водной частей берегового склона;

гранулометрический состав и средняя крупность галечных наносов, а также размываемость пород в основании пляжа;

уровенный и ветроволновой режимы, условия трансформа­ции и рефракции волн;

длина, высота и профиль бун, а также расстояние между ними.

Размеры и уклоны галечных пляжей, проектируе­мых под защитой бун, должны соответствовать естественным пляжам, существовавшим на данном участке берега до начала размыва. При отсутствии данных о естественных пляжах про­ектируемые размеры пляжа допускается принимать согласно рекомендациям данной главы с учетом сокраще­ния вдольберегового уноса пляжеобразующего материала за счет наличия бун.

Угол между линией проектного уреза моря в меж-бунном отсеке и общим направлением естественной береговой линии принимается равным наибольшему углу подхода фрон­та расчетной волны 5 к береговой линии. Beличина определяется непосредственными гидрологическими наблюдениями или построением планов рефракции расчетных волн. Для открытых приглубых берегов, где высота волны в прибойной зоне достигает 3-4 м, значения 5 в первом при­ближении допускается принимать равным, соответственно, 15-12°.

При назначении длины и продольного профиля бун, а также расстояния между ними следует учитывать:

господствующее направление и годовой объем транспорта наносов;

положение линии последнего обрушения расчетных волн;

среднюю ширину пляжа в межбунном отсеке, необходимук для обеспечения защиты прилегающей территории и курорт­ных потребностей;

профиль проектируемого пляжа с ветровой стороны буны.

На профиле буны различают три части: береговую (корневую), переходную и морскую (головную)

Береговая часть буны сооружается с горизонтальным или наклонным гребнем. При наличии вдольберегового потока наносов и необходимости их непрерывного пропуска на низо­вой участок берега гребень береговой (корневой) части буны назначается на уровне бермы проектируемого пляжа. В таком случае превышение гребня корневой части буны над средним уровнем моря приближенно может быть принято на высоте не более 1,5-2,0 м.

При отсутствии вдольберегового потока наносов гребень береговой (корневой) части буны в целях сокращения потерь привозного пляжевого материала должен перекрывать проект­ный профиль пляжа на 0,5 м (2,0-3,0 м над средним много­летним уровнем моря). Оптимальная высота гребня буны мо­жет быть уточнена исследованиями на гидравлической моде­ли.

Переходная часть, сопрягающая береговую и голов­ную части буны, выполняется с наклонным или ступенчатым гребнем. Перелом профиля по гребню буны в надводной час­ти совмещается с переходом фронтального участка пляжа в берменный, а в морской части проектируется на расстоянии 5-10 м от линии проектного уреза моря (см. рисунок 7.18).

Головная (морская) часть буны, как правило, вы­полняется с горизонтальным гребнем, расположенным на 0,3-0,5 м выше среднемноголетнего уровня моря с учетом ветро-волнового нагона. Головным окончаниям бун необходимо придавать скошенное очертание с уклоном в сторону моря 1:1,4 и положе.

Длина буны L определяет­ся из условия:

где: B_min - наименьшая проектная ширина надводной части пляжа между бунами, м, при среднем многолетнем уровне мо­ря, принимаемая не менее Зh_sur;

 - наибольший угол между направлением фронта расчет­ной волны и линией берега;

l - длина морского отрезка буны, м, считая от расчетного уровня моря;

S - расстояние между бунами, м.

При отсутствии вдольберегового потока наносов и искусственном пляжеобразовании головная часть буны распо­лагается мористее глубины последнего обрушения d_cr.u, рас­четных волн, имеющих обеспеченность 30% в системе, на рас­стоянии не менее 5,0 м.

При наличии вдольберегового потока наносов и необходи­мости пропуска наносов на низовой участок берега длина морской части С буны принимается без запаса, т. е. при этом голову буны допускается располагать на глубине последнего обрушения расчетных волн d_cr.u.

На особенно приглубых участках берега с уклоном дна на расстоянии около 40 м от уреза равном 0,15-0,25, а также при образовании искусственных территорий путем вы­движения в море, для создания пляжа в межбунных отсеках требуется устройство под ним искусственного дна в виде под­водного банкета. При этом длину морской части буны следует определять в первом приближении по таб 2.

Таблица 2 - Величины относительной длины морской части буны

Относительная крупность пляжеобразуюшего мате­риала, d50%/hsur	0,005	0,010	0,015	0,020	0,025
Относительная длина морской части буны, L/ hsur	9,0	8,0	7,0	6,5	6,0

Конструктивная длина буны назначается с учетом длины ее заделки в берег, предусматриваемый с целью устра­нения возможности обхода корневой части буны наносами при накате волн. При наличии волноотбойных стен корневые части бун должны примыкать к ним без зазоров.

Проектирование плана пляжа в межбунном отсеке и назначение длины буны начинается с установления средней ширины надводной и подводной частей пляжа. После этого определяется положение проектного уреза моря с наветренной стороны буны. Направление проектного уреза в межбунном отсеке принимается в соответствии с.

Расстояние между бунами S устанавливается, исходя из ус­ловия обеспечения на низовой стороне буны ширины пляжа B_min. составляющей не менее Зh_sur. При этом значение S должно удовлетворять соотношению S/L = 1,0-1,4.

При проектировании бун необходимо использовать опыт строительства и эксплуатации бун, находящихся в ана­логичных природных условиях. В особо сложной природной обстановке запроектированную систему бун следует проверять на гидравлических моделях.

Конструкции бун на берегах с галечными и песчано-галечными наносами следует назначать с учетом геологического строения подводного склона и характера застройки прибрежной полосы.

Рекомендуется применение бун следующих конструкций:

в условиях побережий с галечно-гравийными наносами - буны из призматических бетонных блоков, закрепленных ко­лоннами-оболочками в условиях побережий с гравийно-песчаными наносами - буны тонкостенные железобетонные с промежуточными опо­рами, закрепленными колоннами-оболочками ;

буны гравитационного типа.

Глубина погружения колонн-оболочек, работающих на горизонтальные волновые нагрузки, определяется с учетом грунтов, проходимых колоннами-оболочками. Конструктив­ные элементы таких бун закладываются на спланированное естественное основание ниже возможной глубины размыва. Диаметр колонн-оболочек допускается принимать от 0,9 до 1,6 м. Вибропогружение колонн-оболочек должно сопровож­даться извлечением грунта из стволов колонн-оболочек эр­лифтами или грейферами.

Буна тонкостенной конструкции может быть заме­нена буной из "каплевидных" массивов. Такие буны могут быть построены и на скальных грунтах, в которых должны быть забурены колонны-оболочки или сваи.

Применение бун гравитационного типа следует ог­раничивать участками берега, сложенных скальными корен­ными породами, скоплением неразмываемого валунного мате­риала или слаборазмываемыми грунтами, затрудняющими погружение свай. Гравитационные буны следует возводить из крупных бетонных массивов сопрягающимися фасонными со­единениями в один или два курса. Ширина швов между массивами должна быть не более 5 см. Боковые грани бун в целях повышения их устойчивости при волновых нагрузках должны выполняться с наклоном 7 - 20° относительно вертикали.

Головным массивам гравитационных бун следует придавать скошенное очертание по передней грани головного массива с уклоном в сторону моря 1:1,5 и положе.

Основания гравитационных бун на слабых скальных и полускальных породах следует заглублять ниже выветрелого слоя до уровня ненарушенной породы. Под основанием бун следует создавать выравнивающую каменную постель, защи­щенную покрытием из берменных плит.

Гравитационные буны на размываемых фунтах сле­дует сооружать с искусственной каменной постелью, защи­щенной покрытиями (берменными плитами и др.), и на подставках.