Морская гидротехника

Перейти на первую страницу

Морская гидротехника

СочинскийГосударственный Университет Туризмаи КурортногоДела

Кафедра Городского строительства


МУНИЦИПАЛЬНЫЕ ПЛЯЖИ БОЛЬШОГО СОЧИ – СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

З.А.Секурова


1.Существующее состояние побережья.

Город-курорт Сочи (Большой Сочи) протянулся вдоль берега Черного моря на 145 км. Площадь города - 3505 км2. Город имеет высокоразвитую курортную, туристическую и инженерную инфраструктуру. На побережье Б.Сочи в последние годы построено большое количество частных гостиниц, баз отдыха и туризма. Однако в использовании природных богатств этого уникального курортного региона имеются существенные недостатки.

Неорганизованная застройка прибрежных территорий, недостаточное количество и качество берегозащитных и противооползневых сооружений, нарушение технических требований при строительстве и эксплуатации указанных сооружений приводит к систематическому разрушению берегов, пляжей и территорий.


Береговая пляжная полоса находится в неудовлетворительном состоянии. Размеры пляжей не обеспечивают защиту берегов от разрушения и не отвечают рекреационным требованиям федерального города-курорта. Пляжи и берегозащитные сооружения надлежащим образом не эксплуатируются и не ремонтируются (рис. 1). В течение последнего десятилетия в береговой зоне моря происходило прогрессирующее сокращение пляжной полосы, объемов пляжных и донных наносов. Средняя ширина пляжей сократилась на 8 - 10 метров, размеры пляжной полосы не превышают уже 12 - 15 метров при потребности в 25-30 метров. На ряде участков, даже бухтовых, пляжи вообще отсутствуют (рис. 2, 3, 4). Из 600 бун и 70 км волноотбойных стен 30% имеют недопустимые разрушения и деформации, захламляя берег, снижая его рекреационные качества и угрожая разрушением железнодорожного полотна.


Рис. 1. Берма из бетонных блоков в межбунном отсеке в районе устья р. Кудепсты


Рис. 2. Волноотбойная стена без пляжа к северу от устья р. Аше.


Рис. 3. Волноотбойная стена с полуразрушенными бермой и волноломом.


Рис. 4. Вид берега в районе сан. «Красный штурм»


В еще более неудовлетворительном состоянии находятся городские пляжи в центре города в частности Приморская набережная. Буны имеют недопустимые деформации и провалы и не обеспечивают безопасность отдыхающих и жителей города. Кроме того, уже давно удлиненные буны в течение 13 лет не омоноличены.

Данные многолетних наблюдений показывают, что мощность вдольбереговых потоков наносов на Черноморском побережье с каждым годом снижается. Это связано, прежде всего, с тем, что сократился твердый сток рек, подающих пляжеобразующий материал на взморье. Огромные объемы галечного материала не законно изымаются на строительные цели. Значительная часть наносов идет на истирание. В итоге дефицит бюджета наносов составляет до 300 тыс. м3 в год.


Обобщение и анализ материалов обследований и измерений пляжевой полосы в пределах Большого Сочи за последние 26 лет (1977-2004 гг.), проведенные ГУП "УБПР г. Сочи", свидетельствуют о том, что размыв пляжей и сокращение пляжной полосы продолжается. В настоящее время только 56 км (54%) береговой полосы имеют пляж шириной 15 м и более (табл.1), а 17 км берега практически лишены пляжа, что создает угрозу разрушения волноотбойных стен, размыва берега, нарушения транспортных коммуникаций и гибели строений.


Таблица 1Протяженность пляжей разной ширины

Ширина пляжа, м

>15 15-5 5-1 <1

Протяжен-ность, км

% Протяжен-ность, км



%

56,3 54,1 30,7 29,5 12,7 12,2

4,3 4,2

Особенно быстрыми темпами происходит размыв пляжной полосы на отдельных аварийных участках вследствие сокращения твердого стока рек, неблагоприятной ориентации береговой линии по отношению к господствующим волнениям и других факторов.


В то же время пляжная зона является фактически наиболее значимым рекреационным ресурсом города-курорта Сочи. Именно ради того, чтобы «полежать на пляже», главным образом, и едут сюда люди со всей страны. Поэтому задача восстановления и развития береговой пляжной зоны является вопросом жизни и смерти города Сочи как федерального курорта.


Однако в пресловутой федеральной программе развития г. Сочи как горноклиматического курорта о пляжах не было ни слова.

Таким образом, самая главная составляющая привлекательности Сочи как общероссийского курорта напрочь выпадала из поля зрения как федеральных, так и местных властей.


2. Основные причины неудовлетворительного состояния береговой зоны.

Неудовлетворительное состояние пляжной зоны г. Сочи связано как с объективными, так и субъективными факторами.

Объективными факторами являются: -общая экономическая ситуация в стране –

фактическое прекращение централизованного финансирования берегозащитных мероприятий, обнищание населения, непомерные цены на грузовые и пассажирские перевозки всеми видами транспорта, криминогенная обстановка и т.д.;

-сокращение твердого стока рек в результате их зарегулирования и несанкционированного изъятия инертного материала для строительных целей;

-общая природная регрессивная направленность литодинамических процессов на побережье.


В качестве субъективных, можно отметить следующие факторы:

-полная неразбериха в правовом статусе пляжной зоны (федеральная собственность, краевая, муниципальная и т.п.);

-отсутствие единой экономической политики в области эксплуатации пляжной зоны как объекта хозяйствования, взимания налогов, платежей, землеотвода и т.п.;


- совершенно не оправданный экономически «гигантизм» в разработке ТЭО различных «проектов века» типа Олимпийских объектов в море, струнных дорог, диснейлэндов, гигантских островов, десятков яхтных гаваней, искусственных мысов и т.п. (рис. 5, 6). Причем эти сооружения постоянно предлагается размещать непременно в центральных частях всех районов города, где и без того уже исчерпаны все транспортные возможности и возможности инженерной инфраструктуры. В результате разработки по этим проектам реально вырождаются в тривиальные локальные берегозащитные мероприятия, которые при этом непременно сопровождаются отчуждением бывших городских пляжей в пользу «инвесторов».


Рис. 5. «Эскизный проект» реконструкции центральной Приморской набережной в виде системы искусственных

мысов с выдвижением в море на глубины 7 - 10 м с гигантскими волноломами


Рис. 6. «Эскизный проект» островного комплекса в центральной части Сочи.


Например, на рис. 7 показан пляж санатория «Черноморье» на центральной набережной г. Сочи сразу после строительства. Участок берега был «выделен» этому санаторию под обещание построить «кусок» одного из искусственных мысов, показанных на рис. 5. В итоге все закончилось удлинением существовавшей буны на 20 м, подсыпкой пляжа (да и то из материала недостаточной крупности) и, главное, возведением заборов. В настоящее время участок берега в центре города недоступен для «простых смертных», а пляж размыт из-за недостаточной крупности отсыпанного материала и оставшегося после удлинения буны прорана в волноломе.


Рис. 7. Пляж сан. «Черноморье» сразу после строительства. В настоящее время находится в полуаварийном состоянии из-за неправильного

выполнения даже обычных берегозащитных мероприятий.


В этой связи можно заметить, что разработчики проектов мысов и, особенно, искусственных островов, часто ссылаются на то, что вот, мол, в Арабских эмиратах строят гигантские острова в Персидском заливе, а мы что же хуже. Нет не хуже и не глупее, но только не надо забывать, что в Персидском заливе максимальные высоты волн не превышают 2 м, а в Черном море – порядка 10 м. Энергия волн зависит от квадрата высоты волны. То есть, оградительные сооружения, которые должны противодействовать расчетному волнению будут стоить у нас примерно в 25 раз дороже, чем в Арабских эмиратах;


-строительство в пляжной зоне различного рода гостиниц, жилых коттеджей и т.п. под видом «лодочных ангаров» (например, в районе Малого Ахуна). Строительство в зоне санитарной охраны курорта элитного коммерческого жилья под видом «отелей апартаментного типа» – рис. 7, 8;

-«наложение» рекреационных объектов типа аквапарков, VIP зон отдыха и т.п. на пляжные зоны. Например, устройство элитного аквапарка на общегородском пляже «Маяк» - рис. 9, который стал в результате недоступен для рядовых граждан города и отдыхающих;

-отсутствие новой Генеральной схемы развития пляжной зоны (последняя генеральная схема берегозащитных и противооползневых мероприятий на территории г. Сочи была разработана в 1990 г. Московским институтом Гипрокоммунстрой, но так и не была реализована и в настоящее время устарела).


Рис. 7. «Гостиница апартаментного типа» Александрийский маяк (на самом деле – коммерческий жилой дом) на центральной набережной г.

Сочи


Рис. 8. А так будет выглядеть прибрежная зона лет через 5, если не остановить этих «замечательных» инвесторов и купленных

ими архитекторов.


Рис. 9. Аквапарк «Маяк». Размещен на территории бывшего городского пляжа, «отвоеванной» у моря за счет весьма значительных

государственных средств. В настоящее время не доступен рядовым отдыхающим и сочинцам. Собственно сам пляж долгое время не

пополняется галькой, и в настоящее время деградирует. Штормовые волны заливают территорию аквапарка.


ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕРЕГОВЫМИ ПРОЦЕССАМИ В

РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОНАХ БОЛЬШОГОСОЧИ


Управление береговыми процессами на побережье Большого Сочи, в том числе при реконструкции муниципальных пляжей, должно основываться на следующих принципах:

1. Наилучшим берегозащитным сооружением является пляж. Однако устройство свободных пляжей возможно только на весьма ограниченных участках побережья Большого Сочи (рис. 10).


Рис. 10. Пляжи, находящиеся в устойчивом состоянии. Общий вид свободного пляжа к северу от

сан. «Чемитоквадже».


2. Основой берегозащиты на побережье города должно быть разумное сочетание естественных и искусственных пляжей с пляжеудерживающими гидротехническими сооружениями (например - рис. 11 - 13).


Рис. 11. Пляж с бунами в районе сан. «Зеленая роща».


Рис. 12. Буны и пляж к югу от устья р. Кудепсты. Апрель 2004 г.


Рис. 13. Пляж с бунами постройки 1970-х годов.


3. При проектировании мероприятий по вмешательству в активную зону пляжа необходимо на основе натурных изысканий, изучения архивных материалов и математического моделирования определять следующие гидролитодинамические характеристики пляжей:- геологическое и литологическое строение;- источники поступления пляжеобразующего материала;- расчетные элементы волн, скорости течений и отметки уровня моря;- емкость, мощность и степень насыщения вдольберегового потока наносов;- состояние берега с точки зрения динамического равновесия – аккумулятивный, транзитный, размываемый;


- количество наносов на пляже с точки зрения пляжа полного профиля (профиля динамического равновесия) и объемы необходимых отсыпок;

- длина наката штормовых волн на пляж, то есть ширина его активной зоны;

- степень истираемости наносов, вдольберегового выноса, объемы, периодичность и источники эксплуатационных пополнений пляжа.


4. В наиболее сложных или ответственных случаях должно выполняться также гидравлическое моделирование.

5. Следует избегать выдвижения капитальных сооружений (волнозащитных или декоративных стен любой конструкции, бетонных площадок и т.п.) в активную зону пляжа на транзитных или аккумулятивных участках. То есть не повторять распространенного заблуждения, что пляж на таких участках после строительства сооружений «повторит» новую форму берега. На самом деле, пляж в этом случае быстро размывается отраженными волнами и в итоге сооружение требует дополнительной защиты (рис. 14).


Рис.14. Дополнительная защита сооружения, выдвинутого в активную зону пляжа (пляж в районе устья р. Мацесты)


6. При проектировании расчленения брега искусственными мысами следует иметь в виду, что берег в природных условиях имеет тенденцию к выравниванию. То есть срезанию мысов и заполнению бухт. Поэтому устройство искусственных бухт не является мероприятием, как это часто представляют, ведущим к естественной стабилизации берега. Напротив, обеспечение устойчивости головных частей искусственных мысов требует устройства весьма капитальных и дорогостоящих гидротехнических сооружений для «борьбы» с морем.


7. При устройстве пляжеудерживающих сооружений в зонах транзита естественного потока наносов, необходимо производить искусственное заполнение пляжеудерживающей емкости сооружений инертным материалом.

8. При строительстве яхтных гаваней в зонах транзита наносов следует отдавать предпочтение оградительным сооружениям островного типа, не препятствующим вдольбереговому их перемещению (рис. 15).


Рис. 15. Рекомендованная схема расположения яхтной гавани на участке берега пансионата “Шексна”.


9. Выемка галечного материала из русел рек при их расчистке должна производиться в объемах, не приводящих к уменьшению транзитного поступления наносов в береговую зону моря. В этой связи необходимо разработать соответствующую методику расчета баланса наносов в устьевых частях рек.

10. При выемке руслового аллювия из русел рек, весь изымаемый материал должен подаваться исключительно на пляжи, а не использоваться для строительных целей.


11. При проектировании реконструкции пляжных зон необходимо предусматривать регламентацию движения и стоянки автотранспорта в них (это, кстати, уже давно сделано в ряде курортных городов края, но почему-то является непреодолимой проблемой для властей города Сочи).


12. В рамках предполагаемой реконструкции городских пляжей следует подготовить документ в отношении взаимодействия администрации города с руководством железной дороги, в котором учесть следующие объективные обстоятельства:

- существующую железную дорогу надо рассматривать как внутригородскую и пригородную для городов Туапсе и Сочи, обеспечивающую значительный объем перевозок грузов и, главное, пассажиров, в этих городах. Кроме того, дорога способствует равномерному распределению отдыхающих по побережью. Поэтому она ни в коем случае не может подлежать ликвидации;


-по мере развития пляжной инфраструктуры, в том числе искусственных пляжей, на побережье Большого Сочи, и в курортной зоне г. Туапсе, автоматически будет решаться также проблема инженерной защиты железной дороги от воздействия моря. Поэтому железнодорожные ведомства должны не препятствовать, а способствовать развитию пляжной инфраструктуры в полосе отвода дороги;

- для снижения загрязнения дорогой окружающей среды и обеспечения безопасности людей в прибрежной зоне, необходимо разработать и реализовать проект ее ремонта и реконструкции с целью обеспечения экологических и эстетических требований, а также требований безопасности.


В настоящее время в рамках подготовки к проведению в г. Сочи зимней Олимпиады 2014 г. реализуется ряд специальных программ, в которых, в частности, предполагается существенное финансирование развития пляжной инфраструктуры и проведения берегозащитных мероприятий на основе вышеизложенных принципов.


Это, во-первых, инженерная подготовка территории Имеретинской низменности в Адлерском р-не, включая защиту берегов и расширение пляжей на протяжении 5 км берега.

Реализуется также программа «Сочи - гостеприимный город», в которой предполагается комплексное благоустройство территории и расширение пляжной полосы на центральной Приморской набережной в пределах 2.2 км на 30 – 70 м.

Рассмотрим кратко эти проекты.


В результате строительства порта Мзымтинского – рис. 16, 17 берег от устья р. Мзымты до начала каньона Новый будет занят портовыми сооружениями. При этом полностью блокируется вдольбереговой поток наносов, образованный твердым стоком реки Мзымты. Следовательно, берег к востоку от порта будет испытывать дефицит наносов. Это неизбежно приведет к его размывам, если не выполнить комплекс берегозащитных мероприятий.


Рис. 16. Батиметрический план Имеретинской низменности. Стрелками показаны пути стока береговых наносов в каньоны


Рис. 17. Батиметрический план с расположением порта Мзымтинского


Возможны три варианта таких мероприятий:

1. Без постройки каких-либо сооружений с сохранением существующего состояния. В этом случае необходимо регулярное искусственное пополнение пляжей к востоку от порта инертным материалом в объеме порядка 30 тыс. м3/год – расчетная мощность вдольберегового потока. Для этого к востоку от проектируемого порта необходимо создать резерв пляжеобразующего материала, возможно из дноуглубления акватории порта.

2. Консервация существующих пляжей путем строительства системы бун (шпор) с последующей подпиткой в объемах порядка 10 тыс. м3 один раз в 5 лет.

3. Устройство по всей длине побережья от порта до устья р. Псоу рекреационного пляжа шириной порядка 50 м с прогулочной набережной.

В случае реализации вариантов 1 или 2 надо иметь в виду, что ширина существующих пляжей на рассматриваемом участке берега не достаточна для волногашения во время сильных штормов (особенно в верховьях каньонов). Поэтому в тыльной части пляжа необходимо будет устроить волногаситель, который должен заменить недостающую для волногашения его часть.


Волногаситель в тыльной части пляжа может быть устроен в виде:

1.Наброски (бермы) из крупного сортированного камня, которую следует рассматривать как деформируемое сооружение, подлежащее периодическим эксплуатационным ремонтам.

2. Наброски из фигурных блоков (тетраподов или гексабитов), которую также следует рассматривать как деформируемое сооружение.

3. Откосно-ступенчатой волнозащитной стены с упором на свайном основании с малым коэффициентом отражения . Со стороны берега за стеной может быть устроена набережная (дорога) – рис. 18.

На участках, расположенных против вершин каньонов, параметры волногасителя должны быть усилены по сравнению с соседними участками. При этом следует отдавать себе отчет в том, что в случае не выполнения эксплуатационных ремонтов, берма или наброска могут быть прорваны при проходе жестоких штормов.


Рис. 18. Конструкция откосно-ступенчатой волнозащитнойстены на участке № 2 (западный борт м. Константиновского)


Для реализации варианта 3 предложены два подварианта конструкции набережной:1. Устройство пляжа полного профиля шириной порядка 50 м с единовременной отсыпкой пляжеобразующего материала по всему периметру проектного участка –рис. 19. При этом для единовременной отсыпки такого пляжа на участке от проектируемого порта до восточного борта м. Константиновского длиной 1.6 км, расположенного в зоне подводных каньонов Нового и Константиновского, потребуется объем пляжеобразующего материала порядка 1550 м3 на 1 погонный метр берега или 2.48 млн. м3.

На участке от восточной оконечности м. Константиновского до устья р. Псоу требуемый объем отсыпки пляжеобразующего материала со средней крупностью 20 мм для создания пляжа полного профиля шириной 50 м составляет порядка 260 м3 на 1 погонный метр берега или 1.20 млн. м3 на участок длиной 4.6 км. Таким образом, общий объем единовременной отсыпки пляжеобразующего материала со средней крупностью 20 мм должен составить 3.68 млн. м3.

В тыльной части пляжа устраивается проницаемое откосное укрепление шириной 10 м с уклоном 1 : 5 из железобетонных сквозных блоков с размерами 1.0 х 1.0 х 1.0 м. Отметка низа откоса +2.50 м БС, верха +4.50 м БС. Со стороны моря откосное укрепление опирается на упорный пояс из железобетонных буронабивных свай диаметром 720 мм длиной 6.0 м. заглубляемых до отметки -4.60 м БС. За откосом строится набережная шириной 5.0 м из железобетонных плит с размерами 5.0 х 6.0 х 0.25 м. Отметка верха набережной +4.50 м БС. Между откосом и набережной устраивается парапет высотой 0.40 с отметкой верха +4.90 м БС.


Рис. 19. Разрез и фасад пляжа и набережной по подварианту 1 вне зоны каньонов


Рис. 20. Разрез пляжа и набережной по подварианту 1 в зоне каньонов


2. Согласно второму подварианту берегозащиты – рис. 21, укрепленный откос в тыльной части пляжа не строится. Вдоль всего участка с шагом 60 м устраиваются поперечные сооружения в виде монолитных бетонных шпор диной 40 м, шириной 2.0 м и высотой 3.0 м. Шпоры в головной части опираются на железобетонные буронабивные сваи диаметром 720 мм. По головным частям шпор устраивается упорная ограждающая стена из таких же свай. Заглубление свай производится до отметки -6.00 м БС. При этом исходная проектная ширина пляжа 50 м – сохраняется.

План побережья Имеретинской низменности с участками берегозащиты приведен на рис. 22.


Рис. 21. Разрез и фасад пляжа и набережной по подварианту 2


Рис. 22. План участков берегозащиты Имеретинской низменности


Далее рассмотрим проект реконструкции Приморской набережной. Проектный участок расположен в Центральном районе г. Сочи между Южным молом порта Сочи и проспектом Пушкина (городской набережной в районе цирка) - рис. 22, 23. Длина участка - порядка 2.2 км Генеральный азимут береговой линии проектного участка 3060, азимут нормали к линии берега 2160. Проектируемая реконструкция ул. Приморской (Приморской набережной), предполагает выдвижение в море искусственной территории на 35 – 75 м, включая устройство новой набережной шириной порядка 30 - 35 м с созданием нового волногасящего и рекреационного пляжа шириной не менее 35 м. С морской стороны набережной предполагается устройство новой волнозащитной стены либо традиционного криволинейного, либо откосно-ступенчатого профиля. В западной части участка, примыкающей к Южному молу порта Сочи создается искусственная территория для размещения инвестиционных объектов, связанных с реконструкцией порта Сочи.


Рис. 23. Гидрографическая карта проектного участка побережья


Рис. 24. Спутниковый снимок проектного участка побережья


В рамках реконструкции Приморской набережной рассматриваются 3 варианта гидротехнических сооружений :

1. Длинные (порядка 165 м) буны с волноломами из фигурных блоков – рис. 25 а.

2. Традиционная система бун длиной порядка 110 м – рис. 25 б.

3. Бухтовый вариант с искусственными мысами – рис. 27.


Рис. 25. Варианты гидротехнических сооружений в виде сочетания бун и волноломов и в виде традиционной системы бун


Рис. 27. Бухтовый вариант с искусственными мысами


В настоящее время выполнено математическое моделирование всех трех вариантов по всей длине Приморской набережной, а также гидравлическое моделирование первой очереди строительства – от порта Сочи до Парк-отеля.

По результатам этих исследований в качестве основного рассматривается вариант № 1 - сочетание бун с волноломами.


Таким образом, олимпийские программы могут служить началом возрождения рекреационной

пляжной зоны города-курорта Сочи на новом научно-проектном уровне.

Благодарим за внимание

Морская гидротехника

Documents

Transcript of Морская гидротехника