Берегозащитные сооружения их значения, и модернизация в пределах г.Сочи - Экология - Скачать бесплатно
Содержание.
|Введение |2 |
|Глава 1. Современная концепция берегозащитных сооружений. |4 |
|Глава 2. Применяемые берегозащитные сооружения. |6 |
|Глава 3. Состояние и эффективность работы существующих |37 |
|берегозащитных сооружений. | |
|Глава 4. Пути модернизации и повышения эффективности работы |45 |
|берегозащитных сооружений. | |
|Глава 5. Требования по охране природы при разработке и реализации |53 |
|берегозащитных мероприятий. | |
|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. 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.
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.
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.
[pic]
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 Zv, м над расчетным уровнем моря
рекомендуется принимать по формуле:
где: гс - 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 Zv
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 Zk - высота криволинейной части профиля
Нижний отрезок криволинейного профиля не должен быть круче 35°.
Верхняя часть лицевой грани должна быть с волноотражающим карнизом.
[pic]
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 Вб, перед волноотбойной стеной, не защищенной пляжем, в
четвертой волновой зоне следует определять, исходя из условия:
[pic]
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
|
