УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПЕСЧАНЫХ ПЛЯЖЕЙ ОТ РАЗМЫВА ПРИБОЙНЫМИ ВОЛНАМИ
DEVICE TO PROTECT SAND BEACHES AGAINST EROSION WITH BREAKERS

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при защите песчаных пляжей от волнового воздействия.
Известно защитное устройство, выполненное в виде плотины из тканевых материалов в форме замкнутой цилиндрической оболочки, которая наполнена водой и воздухом (Бахтин Б.М., Корюкин С.Н. Гидротехнические сооружения. - М.: Агропромиздат. 1991. - 351 с.).
Недостатком указанного устройства является то, что оно может лишь гасить энергию прибойной волны, а не приспособлено для совершения полезной работы по укреплению пляжа.
Известно также устройство для защиты песчаных пляжей от размыва прибойными волнами (Патент РФ №2287636, МПК E02B 3/06, опубл. 20.11.2006, БИ №32), состоящее из оболочки, выполненной из тканевых материалов в форме цилиндра и наполненной жидкостью и воздухом. Оболочка выполнена с возможностью перекатывания и установлена в зоне действия обрушающейся на напорный откос песчаного пляжа прибойной волны.
К недостаткам этого устройства относится то, что при перекатывании оболочки с большим объемом воды возникают значительные напряжения в местах крепления к ней канатов, а также в анкерах, точечно закрепленных в песчаном грунте пляжа. Кроме того, при воздействии волн анкеры со стороны моря подвергаются активному вымыванию из грунта. В результате этого снижается надежность крепления оболочки на напорном откосе пляжа.
Задачей изобретения является повышение надежности крепления оболочки на напорном откосе пляжа за счет использования подпорных стенок в качестве крепежных элементов.
Для получения необходимого технического результата в известном устройстве для защиты песчаных пляжей от размыва прибойными волнами, состоящем из оболочки, выполненной из тканевых материалов в виде цилиндра, наполненной жидкостью и воздухом, и крепежных элементов, предлагается цилиндрическую оболочку снабдить одетыми на нее с интервалом по длине оболочки замкнутыми полосами из тканевого материала, крепежные элементы выполнить в виде подпорных стенок, сформированных из мешков, заполненных пляжным грунтом, и расположить их по обе стороны цилиндрической оболочки на внутренней поверхности замкнутой полосы, диаметр которой выбрать с учетом возможности формирования двух подпорных стенок заданной высоты, причем боковые стороны частей замкнутой полосы, соприкасающиеся с подпорными стенками, предлагается выполнить с боковыми фартуками, которые снабдить стяжками, для обжатия сформированных подпорных стенок с боковых сторон.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - вид сверху на устройство, расположенное на напорном откосе песчаного пляжа;
на фиг.2 - вид А на фиг.1.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - оболочка в виде цилиндра; 2 - замкнутая полоса, выполненная из тканевых материалов; 3 - фартуки; 4 - стяжки; 5 - напорный откос песчаного пляжа; 6 - вода в цилиндрической оболочке; 7 - прудок-отстойник; 8 - граница прудка-отстойника; 9 - мешки, наполненные пляжным грунтом.
Пример осуществления способа
Работу по установке предлагаемого устройства на напорном откосе 5 песчаного пляжа начинают с одевания замкнутых полос 2 из тканевого материала на цилиндрическую оболочку 1, располагая их с интервалом по длине оболочки 1. Цилиндрическую оболочку, выполненную из тканевых материалов, укладывают на пляжном откосе, ориентируя ее длину перпендикулярно к набегающей волне. После чего начинают производить поэтапное заполнение оболочки 1 водой 6, формируя после каждого этапа заполнения оболочки подпорные стенки из мешков 9 с пляжным грунтом с двух сторон от цилиндрической оболочки 1. Причем подпорные стенки располагают на внутренней поверхности одетых на оболочку замкнутых полос 2. Когда цилиндрическая оболочка 1 будет заполнена водой, заканчивают формирование подпорных стенок с обеих сторон оболочки 1 на заданную высоту, которую выбирают из расчета обеспечения устойчивости цилиндрической оболочки при максимальном волнении, наблюдаемом в данной местности. Диаметр замкнутой полосы выбирают таким, чтобы он позволил сформировать две оппозитно расположенные подпорные стенки на рассчитанную высоту и в то же время стягивал их, прижимая к цилиндрической оболочке. Когда подпорные стенки из мешков 9 сформированы, производят обжатие их с боковых сторон при помощи фартуков 3 и стяжек 4. Боковые стороны частей замкнутых полос 2, соприкасающихся со сформированными из мешков 9 двумя подпорными стенками, выполняют с фартуками. Длину одной части замкнутой полосы 2, боковые стороны которой выполнены с фартуками 3, рассчитывают с учетом высоты подпорной стенки.
Энергия прибойной волны гасится, расходуясь на сжатие воды 6 в оболочке 1 и на превращение энергии скоростного напора в потенциальную энергию (подъем прибойного потока па высоту, равную диаметру оболочки 1), часть прибойного потока, не потерявшая полностью скорость, перекатывается через оболочку 1 и формирует прудок-отстойник 7 с границей 8. Последующие волны теряют кинетическую энергию еще и на вихреобразование в прудке-отстойнике 7. Кроме того, энергия прибойной волны расходуется на изменение формы верхней части оболочки 1, образование вихрей в замкнутом объеме воды внутри оболочки 1, упругое растяжение материала оболочек. После завершения воздействия прибойного потока оболочка 1 принимает исходную форму.
Закрепление водонаполняемой оболочки посредством установки опорных стенок из мешков, заполненных пляжным грунтом, по обе стороны от цилиндрической оболочки, стянутых между собой замкнутой полосой, обеспечивает устойчивое положение на напорном откосе пляжа всего гидротехнического сооружения.
3
3
o
Для защиты участка авандюны на песчаном пляже шириной 15 м на Куршской косе Балтийского моря была изготовлена цилиндрическая оболочка из прорезиненного материала диаметром 0,8 м и длиной 100 м. Участок, подверженный опасности размыва авандюны, составлял 70 м. Замкнутые полосы выполнялись из того же материала, что и оболочка, и устанавливались с интервалом 4 м по длине оболочки. Размеры подпорной стенки с одной стороны цилиндрической оболочки составляли 1,6×0,7 м, объем подпорной стенки (грунта в мешках) - около 0,27 м. Объем заполняемой воды - около 0,20 м. Оболочка устанавливалась на пляже с углом наклона 4 на расстоянии 11 м от нижней бровки авандюны, в результате чего создавался прудок глубиной 0,7-0,8 м (у оболочки) и шириной до 10 м. Штормовые волны достигали оболочки, кинетическая энергия их частично превращалась в потенциальную энергию подъема на высоту оболочки, а частично гасилась в прудке-отстойнике за счет вихреобразования. Воздействие волн полностью исключалось. После шторма вода из оболочки сливалась, подпорные стенки разбирались и устройство убиралось с пляжа для хранения до следующего использования на новом аварийном участке пляжа.