МОРСКОЙ БЕРЕГ

КАК ЗАЩИТИТЬ ПОРТ ОТ ЗАНОСИМОСТИ, А БЕРЕГ — ОТ РАЗМЫВА

Потоки береговых наносов играют громадную роль и ""при строительстве портов, и в явлениях размыва берегов. В первом случае эта роль отрицательная, а во втором — положительная.

Мы видели, что к молу недостроенного Гагринского порта поток очень скоро принёс массу гальки (см. рис. 14). В этом случае галька сослужила хорошую службу: она образовала необъятной ширины пляж и спасла от размыва берег юго-восточнее мола. Ну, а если бы порт был построен? Тогда обходящие мол наносы пре­градили бы судам доступ в порт. Порт пришлось бы за­консервировать. Так и случилось с бразильским портом Цеара, занесённым песком.

Можно ли бороться с заносимостью портов береговыми наносами? Вообще говоря, да. Можно постоянно вести работы по углублению морского дна. Или строить длин­ные волноломы — стены из бетонных массивов-гигантов, как это сделано, например в Порт-Саиде (важный порт в Средиземном море, у входа в Суэцкий канал), где общая длина волноломов, ограждающих путь судов в порт, до­стигает 6 километров.

Однако и работы по углублению морского дна и строи­тельство и удлинение волноломов обходятся очень дорого. Лучше заранее выбрать такое место для строительства порта, где потоки наносов отсутствуют вовсе или имеют ничтожную мощность. Изучая режим берега, такие места нетрудно наметить. Кроме того, можно сократить посту­пление наносов, защищая берега от разрушения или устраивая на реках, впадающих в море, плотины, задер­живающие наносы. Но это путь очень сложный и может осуществляться лишь как звено в крупных народнохозяй­ственных мероприятиях. Есть и ещё один путь, но о нём мы будем говорить на стр. 56.

Практически все морские берега с круто наклонённым, приглубым дном подвержены размыву и разрушению. Вдоль таких берегов наносы никогда не скапливаются в значительных количествах, и волны почти везде разби­ваются о подножье не защищённых пляжем скал. Если вблизи берега с приглубым дном выстроены дороги или здания, то море может подойти к ним настолько близко, что будет угрожать их существованию.

В некоторых местах, например в Сочи, в Одессе, в бе­реговых породах есть слои глины. Глина задерживает грунтовые воды и делается скользкой. Лежащие над ней породы могут «съехать» вниз. Когда море подмывает основание обрыва, то равновесие грунтовых масс нару­шается и происходит оползень. Это приводит к особенно быстрому разрушению широкой полосы берега.

С разрушением берега можно бороться различными способами. Задача науки — найти способ наиболее на­дёжный и дешёвый.

Проще всего построить вдоль берега массивную бетон­ную стену. Но это сооружение очень дорого и стены не­долговечны.

Раньше строили отвесные стены (рис. 18). При ударе о такую стену сразу расходуется большой запас энергии волны. Мощные всплески поднимают воду на десятки метров, а затем она обрушивается на берег, защищённый стеной. Эта вода сама по себе производит разрушение, а кроме того, просачиваясь через грунт и стекая обратно в море, она подмывает о-снование с гены. Подмыву способ­ствует и «донная волна» — часть волны, устремляющаяся при ударе о стену вниз и размывающая грунт, на котором укреплено основание стены. В результате и от прямых ударов, и от подмыва стена постепенно расшатывается и опрокидывается.

Сейчас на берегах наших морей строятся вогнутые стены (рис. 19). Волна взбегает по такой стене вверх без значительного удара, и вода падает обратно в море. Во­гнутые стены более долговечны, тем более что и основа­ние их защищается плоскими бетонными глыбами.

Но и отвесные и вогнутые стены не выдерживают уда­ров гальки. Даже если стену облицевать самым прочным камнем, всё равно через несколько лет она будет «про­пилена» галькой насквозь.

Иногда можно искусственно срезать берег и «одеть» полученный откос каменными глыбами или бетонными плитами. Но море разрушает и глыбы и плиты.

Все эти способы борьбы с размывом берегов называ­ются пассивными, — человек здесь защищает берег теми или иными средствами от ударов волн, но самих сил природы для переделки берега не использует.

В тех случаях, когда необходимо защитить от моря очень ценные участки берега, строятся надводные или подводные волноломы. Надводный волнолом также яв­ляется пассивной защитой — ещё более дорогой, чем стена. Подводный же волнолом играет частично и актив­ную роль.

Вот как устроен один из подводных волноломов (рис. 20). Он состоит из длинного ряда плотно уложен­ных и скреплённых между собой бетонных массивов, расположенных в 30—50 метрах от берега. Передняя грань массивов скошена, а задняя — отвесна. Проходя над таким волноломом, волна теряет более 75 про­центов своей энергии. Однако дело не только в этом. Волны способны перебрасывать через волнолом гальку, которая образуется при разрушении пород морского дна или посту­пает на этот участок при продольном донном перемещении. Галька скапливается за волноломом и постепенно образует пляж, который полностью защищает берег от ослаблен­ных остаточных волн. Таким образом, подводный волно­лом является частично активным способом защи­ты — здесь для защиты берега используются и силы самой природы.

В первый год после постройки волнолома галька, ко­торая была в небольших количествах у берега, оказалась оттянутой под защиту волнолома. Постепенно волны при­носили гальку с моря. Галька образовала пляж и в не­большом количестве скопилась даже перед волноломом (см. рис. 20).

Однако существует полностью активный и более дешё­вый способ защиты берегов от размыва. Лучшие резуль* таты он даёт там, где есть поток наносов. Вдоль берега, нуждающегося в защите, устанавливаются на известных расстояниях друг от друга короткие «шпоры», так называе­мые буны (рис. 21). Они воспроизводят в миниатюре действие портового мола. Поток наносов останавливается у первой буны и накапливает перед нею широкий пляж, защищая тем самым от волн небольшой участок берега. Затем поток обтекает первую буну, переходит в «карман» между первой и второй и заполняет его. Постепенно по­ток заполняет «карманы» всех бун. За последней бу-

Ной поток восстанавливает всю свою прежнюю мощ­ность, исключая, конечно, потерю на истирание. Соз­данные бунами широкие пляжи надёжно защищают берег.

Буны бывают самые разнообразные. Это — или бетон­ные массивы, показанные на рисунке 21, или клетки из брёвен, наполненные камнем (ряжевые буны), или свай­ные буны, или, накодец, наброска каменных массивов (рис. 22),

Но при самой совершенной конструкции буны могут не дать положительного результата, если режим берега изу­чен недостаточно хорошо. Какой длины должны быть буны? На каком расстоянии друг от друга их ставить? Чтобы ответить на эти вопросы, нужно знать и волновой режим берега, и состав наносов.

Длину бун рассчитать очень просто. Для этого нужно знать подводный профиль равновесия при данном составе наносов и волновом режиме на ближайших аккумулятив­ных участках берега. Затем нужно заранее установить, какой ширины должен быть надводный пляж, чтобы волны не размывали коренной берег. Предположим, что для этого достаточен десятиметровый пляж. К этим 10 метрам при­бавляется ещё отрезок с таким расчётом, чтобы образовав­шийся в будущем подводный галечный откос — своеобраз­ный «фундамент» пляжа — кончался в самом межбунном кармане, не заходя за обращённые к морю концы бун

(рис. 23, А справа). Для надёжности инженеры обычно прибавляют запас в одну десятую рассчитанной длины.

В Сочи, где пляжи галечные, по расчётам (и эти расчёты оправдались) оказалась достаточной 32-метровая длина бун. В Керченском проливе на песчаных берегах длину бун пришлось довести до 80 метров. А на песчаных берегах Бельгии и Голландии, открытых в сторону бур­ного Северного моря, пришлось ставить буны длиной в 300—400 метров!

На каком расстоянии друг от друга ставить буны? Это зависит от того, как расположен участок берега по отно­шению к равнодействующей волнового режима. Если рав­нодействующая идёт почти прямо с моря, то буны можно ставить редко — на расстоянии, вдвое-втрое большем длины буны — они сыграют свою роль (рис. 23, А слева). Если же штормы чаще идут наискось, буны нужно ставить близко друг к другу, иначе весь нанос может быть забит в один угол между буной и берегом, а другой угол меж­бунного «кармана» останется совершенно обнажённым (рис. 23, Б), и при шторме другого направления берег будет разрушаться.

Очень важно также знать и мощность потока наносов. Если бунами укреплён большой участок берега, то при «тощем» потоке наносов все карманы могут так и не за­полниться галькой: она будет настолько медленно посту­пать на закреплённый участок, что потеря на истирание превысит её приход. Волны будут постепенно разрушать и буны, и берег. При этом берег, лежащий вниз по ходу потока, за бунами, будет обречён на разрушение, как это бывает при постройке портов.

За последние годы укрепление морских берегов бу­нами применяется у нас всё более широко. Там, где хорошо изучен режим берега и условия оказываются подходящими — есть поток наносов и уклоны дна не особенно крутые, — буны неизменно дают прекрасный результат.