Способ защиты морских берегов от волновой эрозии

,1, Г 3;,ф, ЬТЕНИ Ц (а ставления ррассеиванияотвала в переработки в пляжподхода волн кпо экспериментфиг. 3 - планна фиг. 4 - осна фиг. 5 - грсоты наката во тся к тение о ре му ьству и может бы ниче строит но для использония штормучастковЦель М, Ю руше- енных ащиты о ением п овым волн морских бе зобретения яжеобразов сти работ ти использегов.- сокращениения, снижение сроков плтрудоемкфективно овышение э 4ния карьерных весный профиль и периода в зоне о г. 6 - схема рас фиг. 7 - график со а от окидывания; наложения отвалов;ависимости коствия ка оставляющих на Аиг, ере рафик совои энер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Черноморское отделение морскихберегозащитных сооружений Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства(56) Методические рекомендации попроектированию берегозащитных галечных пляжей на Черноморском побережьеГрузии. Тбилиси, Госстрой ГССР и НПО(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЮРСКИХ ВЕРЕГОВОТ ВОЛНОВОЙ ЭРОЗИИ(57) Изобретение относится к гидро-.техническому строительству и можетбыть использовано для защиты от разрушения штормовым волнением протя-,женных участков морских берегов.Цель изобретения - сокращение сроков иалов.фиг, 1 изображена схема воздейна отвал нормальной и вдоль,ЯО 149733 2пляжеобразования, снижение трудоемкости и повышение эффективности использования карьерных материалов, Отсыпку несвязного карьерного материала ведут группой компактных отвалов полукруглой в плане Формы, рассредоточенных вдоль защищаемого участка берега. С целью ускорения искусственного пляжеобразования отвалы располагают целиком в полосе передвигающих скоростей прибойного потока, что определяет постоянное вовлечение отсылаемого материала во вдольбереговое перемещение, Отсыпка карьерного материала производится последовательными циклами, приуроченными к межштормовым сезонам. Ежегодный объем пополнения созданного искусственного галечного пляжа назначают, исходя из потерь за счет истирания и выноса материала за пределы защищаемого участка берега при вдольбереговом перемещении. 12 ил.2 т бл. асходов концентрическо 2 Ср н.общего сноса риод его волновой пепри разных углах береговой нормалиальным данньи; на полукруглого отвала; евой разрез отвала; афик зависимости выли на динамически рав1491335 Фиг. 10 й Составитель Е. ЕфимоваМ. Товтин Техред М.Дидык Корректор М. Васильева Редак Тираж 589 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 4418/35 ВЯИИПИ ГосУд и ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101.Ч = 1,55(1,+ 1 ) нная к берегу гориая составляющая скорости у дна,где он Си строе 40 = й(Н точкиволновм/с;критиччение аое сдв рости,н с;очке беоттим даннои профиля ериод е ся раз месте центных торяющихглубинареговогосреднийвторяющихглубина я получения за приоднородно широкого ине защищаемого и минимальном чи последние распола со взаимным удалеио уравнению Кроме того, длем (цикл) отсыпк погода, с; кидывапляжа по все участка бере ле отвалов н гают вдоль нием, назна дл Нкп и системраз в ния 1-прволн пов 2 годаместный н с берега чаемым он береговогоочке с глубинои 5 проНф Ь,Ку,Й,76- коэоднородности нсредняя крупноемого карьерно нт н вдоль берега соседних от - расстояние (м) между центрами валов (фиг, 6), - радиус отвала и редуцированный терь наносов на)д - и истиран отность воды; 3 149733 эффициента а. в формуле (1) от угла подхода энергетической равнодействующей волнового режима к береговой нормали; на фиг, 8 - график зависимости коэффициента уплотнения наносов К от исходной их неоднороднос 3ти Б и степени окатанности К ; на фиг. 9 - график зависимости годовой истираемости наносов ( Ц от их 10 прочности; на фиг. 10 - схема поэтапного выдвижения отвала и пляжа в плане; на фиг. 11 - схема поэтапного выдвижения профиля пляжа при повторных отсыпках отвала; на фиг. 12 - 15 схематический разрез полнопрофильного пляжа по нормали к берегу.Способ осуществляется следующим образом,Отсыпку пляжа ведут последователь ными циклами. группой компактных отвалов, рассредоточенных по длине защищаемого участка берега, причем каждый отвал имеет полукруглую в плане форму (фиг, 3) с горизонтальной верхней полкой (фиг. 4) на высоте заплеска Н н 1-процентных в системе штормовых волн, повторяющихся раз в 2 года, оконтуренной с морскойл 54стороны естественным откосом. Величина Н определяется по графику (фиг.5). Кроме того, для дополнительного ускорения волновой переработки отвала при полном использовании в пляже- образовании всего отоыпаемого карьерного материала и достижения за один прием (цикл) отсыпки максимально возможной длины элементарного пляжевого шлейфа радиус отвала по подошве ЬО доводят от берегового уступа до морской границы зоны подвижности наносов. Величина Ъ определяется по соотношению (фиг, 4).ь, = н; (1)о где Ь, - радиус отвала по подошве, м; Н - глубина на морской границе зоны подвижности наносов, м; О глубина шельфовой террасы, м, лежащей в основании пляжа; О - средний уклон шельфовой террасы, лежащей в основании пляжа.Глубина Ннаходится совместным решением системы управления при ЧЧсН 0,25 Н ОЪО (. )- ускорение силы тяжести;- экспонента.тема решается графически, пием совмещенного графика Чи Ч,. = Н) с нахождениемпересечения кривых. Выдвижена глубины ННнедопу(фиг, 7) в зависимости отугла энергетической равнодействующей волнового режима к береговой нормали;К - коэффициент уплотнениякарьерного материала, определяемый по графику 2(фиг, 8) в зависимости отего исходной неоднородностии угловатости частиц,Редуцированный радиус отвала поподошве Ъ, определяется в зависимости от полного радиуса Ь, по выражениюЬ = Ь 4973356гающей наносы горной породы в водонасыщенном состоянии (Фиг, 9), 7;Йа - интегральная площадь поперечного сечения деятельного слоя пляжаза год, м.При этомфаксРа, = " (Са а), (8)Я макс 10гдеИа - площадь поперечного сечениядеятельного слоя пляжа приопределенных волнениях повторяемостью, сут/год, мф;макс - площадь поперечного сечения деятельного слоя пля-,жа при экстремальном волнении, повторякщемся раз в 2года, м2Величина у а рассчитывается поформуле- полная длина защищ участка берега, м;- полный объем потер сов (м) на истира нос по всему защищ участку берега за между последовател лами отсыпки (в ес ном сложении), м; о - объем одного отвал ходном (рыхлом) сл мз ьные обо ния - прежде ог нано- еив ому ремя ественис нииние т наносов за расчетивают суммированием ание внутри защищаерега и на вдольбереего пределы( + С потери на истиран 3/г и/год;асчетях года) ынос потери родолжительность ого периода (в д личина 1 форму ляется 1 а аА 100где 1 - норма и емая в зависимо Общие поте ный период оц потерь на ист емого участка говой вынос з емости, оценив т прочности сл(10) ереноса (м),на берег за год на с = ,Е,(ч).ационные объемыые с воздействие дельных градаций о формуле Ииг связан 45 волн ОЧ =061где с - соответственно, плотоность воды и объемнаяплотность наносов в по-.ристом сложении, кг/м 5; Ь - высота 1-процентной в системе волны в прибое, м; с - средний период волн, с 3 с - угол подхода волновоголуча к береговой нормалнпо линии опрокидывания; де- средний период волн с;Ь - высота 1-процентной в системе волны по линии опрокидывания, м;с - угол подхода луча волнык береговой нормали (градусы) там же;- средняя крупность пляжеобразующих наносов, м,величин Яа ведется для всехволн, выделенных в режиме,льбереговой вынос наносов семого участка берега (м) опресуммированием миграционныхв переноса при всех выделенныхрежиме градациях волн за год(12) где Ч 10Кроме того, для преодоления объективного противоречия между текущими условиями пляжеобразования (выработка пляжа ординарными волнениями) и его конечной целью (гашение сформированным пляжем энергии экстремально мощных волн редкой повторяемости), отсыпку карьерного материала ведут последовательными циклами (Фиг. 10, 11), приуроченнь 1 ми к междуштормовым сезонам, обеспечивая поэтапное выдЧо = Оф 39 (Ь - ) и(2 - Ь,т - 0,67 Ь )я1Ьогде ш = 1-1,331,п = 1-0,761;Ьб- радиус отвала по подошве, м; х, - средний уклон шельфовой террасы в основании пляжа;3, - высота верхней полки отвала(м) над шельфовой террасой .в плоскости берегового уступа, м;Д - высота существующего пляжанад шельфовой террасой в 15 Ьо 1Обозначения величин К и с 1 даны 20 выше.Объем одного отвала в исходномсложении (Фиг. 4) оценивают по фор- муле 1+ ) шзОо ФЬш - 1,338(13) плоскости берегового уступа, м 1У 6 - площадь поперечного сечениясуществующего пляжа над плоскостью шельфовой террасы, м .Фигурирующий в формуле (6) расчетный период (Т) приравнивается к пе риоду полной волновой переработкиотвала в пляж и находится по выраже- нию б 1, 1 Ч -2 РТ = 0,048 10 о( - ) -е 6(вхпы,сово ) (14) где Т период переработки (в долях года);коэффициент, учитывающий влияние окатанности наносов на темп их рассеивания из отвала;полная длина наката 1-процентной в системе волны, повторяющейся раз в 2 года, м; 45 50 радиус отвала по подошве, и; исходный объем отвала в рыхлом сложении; м;55 условный расход рассеивания наносов из отвала под действием энергетически эквивалентной волны, мэ /с; Таблица 1 Ьо о2 3 4 5 К 1 д - средняя крупность наноЯсов, м;Т - продолжительность действия данной градацииволн,сут/год. Миграционные объемы, перемещенные вдоль берега в разных направлениях, принимаются с разными знаками, а результирующий перенос находится как их алгебраическая сумма. вижение пляжа с сезонным (цикловым)приращением его объема (мз) в естественном сложении. объем одного отвала в исходном, рыхлом сложении, м;полный объем потерь по всему участку за расчетный период (Т) в естественном сложении (по формуле (6, м;длина защищаемого участкаберега, м;радиус отвала (м) по подошве, м,у - угол подхода энергетическойравнодействующей волнового режима к береговой нормали. Входящие в формулу (14) величины определяются следующим образом: Ь. - по формуле (18), Ь - по формуле (1), Ч, . - по формуле (13). Величина с оценивается в зависимости от класса окатанности частиц (К) по табл.1. Ч 1190 1 э 38 1115 1 е 00 01901 О 1497335 Расход рассеивания отвала (Г ), соответствующий начальному моменту процесса (при Ч) = 45), рассчитывают по формуле(15) искомый расход, мд /с;высота энергетически эквивалентному режиму 1-процентной в системе прибойной волны, м;период этой волны, с,где Гэ лэ Остальные обозначения соответствуют обозначениям, принятым в формуле (11).Энергетически эквивалентная высо,та волны находится по формуле 25- высота 1-процентной волны 1-той градации в режиме, м;-)неИ) + 0,2(в - в )Д40 1.с В фоще нныхвыше я раз в прокидылет, по линииания, м;лны, с;ода волнового луговой нормали наокидывания; ценки величин, помедлина наката (м) уровня моря та риод в ол под спокоиного1,5МД 0,505 э) ча лин и о ия волла з 5(л а"с на пляжа (м), одо подошвы полн я с гового В 2 е Ь теме волн торяю э лС = 0,1101 1 м полная длина наката (мопрокидывания волны до прплеска высота 1-процентнои в Р - режимная повторяемость-той градации волн (в долях года) .Период э оценивают по эмпиричесгкой региональной связи= Г(Ь) длярумба, к которому относится энергетическая равнодействующая волновогорежима (по Ь). Расчет Ь ипро водят за полный год.Отсыпки повторяют до сформирования пляжа, способного полностью погасить накат 1-процентных в системештормовых волн, повторяющихся раз 15 влет (период С выбирают в соответствии с классом капитальностибереговых хозяйственных объектов,защищаемых искусственным пляжем).Профиль такого пляжа строят по че тырем характерным точкам (фиг.12),координаты которых рассчитывают взависимости от параметров волн и наносов: Х - горизонтальное расстояние от берегового уступа в сторонуморя, м; У - вертикальное расстояниеот спокойного уровня моря,м (см.табл.2) глубина опрокидыванны, м;средний уклон шельфовойтеррасы в основании пляжглубина шельфовой террапод береговым уступом оуровня моря, м;средний диаметр частицнаносов, м;(24) с 1 с = 0,194 Нкпь- отношение глубины в точкек глубине Н , определяемое по Формуле Полное приращение объема наносов на защищаемом участке берега (в естественном сложении), необходимое для сформирования волногасящего пляжа шириной В, находится по формуле где А - длина участка, м;И - площадь сечения проектногопрофиля (построенного по вышеприведенной таблице) над20плоскостью шельфовой террасы м 2юЮ 1 - площадь сечения существующего пляжа над плоскостьюшельфовой террасы м,Общее число циклов отсыпки, необ;.эходимое для создания пляжа,где Ч - по выражению (12).Полный объем карьерного материала в исходном, рыхлом сложении (м), отсыпаемый за весь период формирования пляжа, определяется по формуле 35 где Ч, - по выражению (21); Чд - по выражению (6); И - по выражению (22); К - коэффициент уплотненияКроме того, с целью предупрежде ния непроизводительных затрат, для отсыпки отвалов используют несвязный карьерный материал, обладающий агрегатной прочностью в водонасыщенном состоянии не ниже 400-450 кг/см 2 50 (фиг. 9), по средней крупности близкий к природным пляжеобразующим наносам при содержании легкоотмываемых фракций мельче 2 мм не более 33-357 и крупногабаритных, передвигаемых 55 в прибойной зоне наносов (м) оценивают по выражению где Н и - глубина опрокидывания1-процентной в системештормовой волны, повторяющейся раз в 2 года, м. формула изобретения Способ защиты морских берегов от волновой эрозии, включающий создание галечного пляжа без наносоудерживающих сооружений путем отсыпки несортированного материала в зону наката штормовых волн группой отвалов, рассредоточенных вдоль защищаемого участка берега со взаимным удалением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения сроков пляжеобразования, снижения трудоемкости и повышения эффективности использования карьерных материалов, отсыпку ведут последовательными циклами, выполняя в плане форму отвала в виде полукруга радиусом н, -Ьгде Ь - радиус отвала по подошве, м;Н - глубина на морской границезоны подвижности наносов, м;о - глубина шельфовой террасыпод береговым уступом, м;- средний уклон шельфовойотеррасы, лежащей в основании пляжа,а расстояние между отвалами определяют по уравнению расстояние вдоль берегамежду центрами соседнихотвалов, м;радиус отвала по подошве(редуцированный с учетомпотерь наносов на истираниеи вынос мбезразмерный коэффициент,определяемый по графику (1)на фиг. 7 в зависимости отугла подхода энергетической равнодействующей волнового режима к береговой нормали;коэффициент уплотнения карьерного материала, определяемый по графику (2) нафиг, 8 в зависимости от егоисходной неоднородности иугловатости частиц,4 1497335 В =1, 1+ 10 пляжа полная берего дошвы; где В о уступа=го,ФкФ.1 00 00 дф Рмя (чаи г.2 при этом циклы отсыпок приурочиваютк междуштормовым сезонам, обеспечивая поэтапное выдвижение пляжа поподошве на предельное расстояниеот берегового уступа, определяемоепо уравнению Е - полная длина наката волны от места опрокидывания до предела заплеска,мфН (С) - глубина опрокидывания рволны м- средний уклон шельфовойотеррасы, лежащей в основании пляжа;- глубина шельфовой террасы под береговым уступомот уровня моря, м.ЕРРгг с У щ 20 ЗО 46 Угол подхода Волн (с) Фиг. 7