Экологические проблемы Балтийского моря

     Габионы (рис. 5) – это слово пришло в  строительство из фортификации и  имеет французское происхождение. Его значение таково: корзина с  камнями. Габионы использовали для  «устройства крутостей высоких  насыпей» укреплений для защиты от пуль и снарядов еще 200 лет назад. Сейчас это вполне мирный строительный элемент, представляющий собой ящик (контейнер, корзину) из металлической  сетки глубокого цинкования, заполненный, как правило, щебнем гранитов или известняков.

 

 

 

 

     Рис. 5. Габионы. г. Светлогорск, 2009 г.

 

 

     Основными свойствами габионных конструкций являются гибкость, прочность, водопроницаемость, поглощение шума, долговечность, экологичность.

     Долговечность. Проводившиеся до настоящего времени  эксперименты и натурные наблюдения за функционированием габионов дают основание предположить, что при  условии правильного проектного решения срок их службы практически  неограничен (если не рассматривать  такие экстремальные ситуации, как  катастрофические землетрясения, сели, горные обвалы и т. д.).

     Волногасящие прикрытия из фасонных массивов (рис. 6) 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.

Рис 6. Технические характеристики фасонных массивов

 

 

     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.

     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.

СКУССТВЕННЫЙ  ПЛЯЖ – одно из сооружений для защиты берегов от размыва или для  расширения пляжа в рекреационных  целях. Наносы для искусственного пляжа  завозятся извне или рефулируются на берег с прилегающего дна. Они могут быть образованы как под защитой пляжеудерживающих сооружений, так и непосредственно на открытом берегу. 
3.2.1. История создания 
Идея защиты морских берегов с помощью исксственных пляжей была высказана учеными США еще в 30-х годах. Немного позже инженер В. Экерле предложил намыть пляж в районе Одессы. Однак5о проект не удалось осуществить из-за отсутствия в то время высокопроизводительных средств морской гидромеханизации и большегрузного автотранспорта. 
Первый искусственный пляж был создан в Европе в 1951 — 1952 годах на острове Нордерни (Германия) путем намыва 1,8 млн. кубометров песка. В конце 50-х годов пляжами был защищен от ураганных штормов остров Лонг-Айленд в районе Нью-Йорка. Долгое времятам строили буны, но безуспешно 1960 — 1961 годах появился рукотворный пляж в заливе Круазетт (Франция). В настоящее время искусственные пляжи применяются достаточно широко и классифицируются во многих странах как капитальное берегозащитное сооружение. Японские инженеры пришли к выводу, что лучший способ борьбы с разрушением берегов — поддержание пляжей в стабильном состоянии. В этой стране пляжи стали создаваться даже там, где они не могли образоваться естественным путем. Свыше 100 км. Свободных пляжей намыто в США; искусственные пляжи есть в Австралии, Бельгии, Италии, Англии и других странах. 
В нашей сиране теоретические исследования по защите морских берегов искусственными пляжами проводились еще в 50-х годах. В начале 70-х годов Черноморским отделением ЦНИИС впервые создаются нормативные документы на проектирование и строительствоберегозащитных пляжей. Однако метод не получил в то время широкого распространения. Предпочтение отдавалось железобетонным сооружениям. Первый пляж протяженностью 600 м. был намыт по инициативе известного исследователя песчаных берегов Н. А. Айбулатова в 1971 году в Геленджикской бухте. Ракушевый песок (120 тыс. кубометров) был отобран на глубине 10 — 15 м. в центральной части бухты. В последующие годы искусственные пляжи создаются на некоторых участках в Крыму, на Азовском море. Свободными пляжами защищаются берега Новосибирского, Каховского и Дмитровского водохранилищ. 
Преимущества свободных пляжей перед традиционными сооружениями. Пляж — идеальное средство гашения волн. Эта своеобразная подушка из рыхлых наносов способна защищать берег даже от самых жестоких штормов. Пляж снижает или полностью предотвращает абразию за счет естественного взаимодействия обломочного материала с прибойным потоком (взвешивание и перемешивание наносов, инфильтрация воды в толщу грунта). На берегах с широкими устойчивыми пляжами не было и нет проблемы борьбы с абразией. Отсыпки не создают каких-либо отрихательных последствий для сменых преимуществ относится возможность уменьшения первоначалных капиталовлажений без ущерба для защитыберега, общее снижение трудозатрат при полной экономии строительных материалов. 
Защита морских берегов искусственными пляжами имеет значительно меньшую удельную стоимость, что особенно важно при проведении работ на больших учасках. Эксплуатационные расходы на поддержание пляжа в стабильном состоянии сводится к периодической подпитке, что гораздо дешевле капитального и текущего ремонта инженерных сооружений. 
Создание (восстановление) пляжей направлено на улучшение естественных условий, это природоохранное мероприятие. На берегах со свободными пляжами поддерживается свободный водообмен, который затруднен при наличии бун и особенно подводных волноломов. Наконец, пляж обеспечивает место для многих курортников. Берегозащита пос. Морское на Куршской косе. Берегозащитное сооружение поселка Морское на Куршской косе со стороны залива запроектировано для защиты береговой полосы от дальнейшего размыва и сохранения жилых построек от затопления. Данное сооружение проектируется от дюны Эфа и на северо-восток на расстояние 1650 метров. 
Берегозащитное сооружение представляет собой возведение прибрежной намывной территории размером 1650 м. в длину, 90 м. в ширину и на высоту 1,6 м. от уреза воды залива. Намыв песчаного материала, укладываемого в профиль пляжа составляет 520 тыс. м3 (с учетом 30% потерь). 
Помимо намыва пляжа устраивается подводная траншея, которая располагается на расстоянии 90-100 метров от внешней дамбы обвалования прибрежной территории и служит волногасящим элементом, предотвращающим размыв берега. 
Кроме устройства траншей для повышения абразионной устойчивости внешнего откоса намывной территории предусмотрено выполнить его глубинное уплотнение виброиньектором типа «елочка». 
Наряду с устройством берегозащитного сооружения по защите поселка Морское от затопления, выполняется биологическая защита намывной  территории от абразии. Биологическая защита включает выполнение 4-х видов посадки посадочного материала на абразионной территории с устройством пляжевых модулей: 
1. Посадка тростниковой растительности в приурезовой зоне природного водоема. 
2. Посадка ивы остролистной дичками. 
3. Посадка ивы черенками на глубину посадочного материала. 
4. Посадка травянистой растительности. 
Размыв берегов со стороны Куршского залива происходит при высоких уровнях воды, при подъеме ее выше ординара на 0,7 – 1 м. В эти периоды береговой склон (в связи с увеличением глубины) уже не полностью гасит волновую энергию и волны залива способны подходить к берегу с большой силой. На участке пос. Морское, общей протяженностью 2 км. Идет интенсивный размыв береговой полосы со средней скоростью разрушения берегов 2-3 метра в год. В 1995 г. были потоплены 3 жилых дома с приусадебными участками. В соответствии с состоянием береговой зоны Куршского залива в районе пос. Морское проектируется и строится намываемый пляж с биологической защитой. 
Использование искусственных пляжей в целях берегозащиты обеспечивает значительное снижение материалоемкости, стоимости и трудоемкости работ. 
Стоимость выполнения работ по намыву искусственного пляжа, биологической защите намывной территории составляет 88 млн. рублей. Стоимость определена по укрупненным расценкам.

Устройство системы  подпитки пляжа при очистке подходного канала в г. Пионерском.  Подпитка пляжа в г. Пионерском осуществляется в моменты очистки подходного канала к морскому порту. Очистка канала осуществляется морским емкостным земснарядом с подачей пульпы по пульпопроводу на расстояние до 2 км. с устройством затворных узлов через 200 м. Прокладка пульпопровода возможна как по берегу от мола порта, так и в плавучем состоянии. 
Пополнение песчаного материала осуществляется как на подводный склон, так и на пляж. Искусственные песчаные пляжи являются эффективным материалом защиты морских песчаных побережий от волнового воздействия. Они наиболее всего соответствуют характеру взаимодействия берегового откоса с волнением, в результате которого формируется подводный береговой склон, обеспечивающий наиболее полное гашение волновой энергии. 
Если участок берега в районе детского ортопедического санатория защищен берегозащитной конструкций, то остальная часть берега подвержена разрушению. Незащищенный участок берега отступает вглубь с интенсивностью 1-2 метра в год. 
Для постоянной работы по очистке подходного канала порта г. Пионерского и подпитки пляжа необходимо приобрести морской емкостный земснаряд, который будет обслуживать ОГУП «Балтберегозащита» и администрация морского порта г. Калининграда. 
Работа по расчистке подходного канала и подача материала для подпитки пляжа оценивается по укрупненным расценкам в 14,9 млн. рублей.

Намыв пляжа  в г. Светлогорске. На всем протяжении северного побережья Калининградской области от мыса Таран и до границ с Литвой отмечается сильно прогрессирующий размыв песчаных отложений на подводном береговом склоне, а также размыв пляжей, которые являются основным природным элементом защиты берега. Это обстоятельство служит основной причиной того, что резко активизировались оползневые процессы, идет активный размыв берегового уступа и как следствие – отступание берега. Главное заключается в том, что на дне и берегу нет необходимого запаса песчаных наносов для достройки профиля подводного берегового склона до уровня динамического равновесия и пополнения пляжей. 
Общий дефицит наносов на подводном береговом склоне в пределах северного побережья Самбийского полуострова от мыса Таран до г. Зеленоградска составляет 40 млн. м3. 
Острый дефицит песчаных наносов на дне и берегу определяет полную неэффективность построенных морских бун, берегозащитных стенок и опоясок. Таким образом, главным вопросом стабилизации и защиты северного побережья Калининградской области является ликвидация дефицита наносов и строительство искусственных пляжей.