В статье говорится о негативных последствиях непродуманного выдвижения в море искусственных территорий на пляжах Большого Сочи. Эти мероприятия часто проводятся без разработки проектов и тем более без научного их обоснования и прогноза возможных последствий. В то же время современные методы математического и физического моделирования проектов любых инженерных мероприятий на морских берегах позволяют оптимизировать проектные решения и не допускать негативных последствий строительства.
УДК 691
К.Н. МАКАРОВ, доктор техн. наук, профессор, зав. кафедрой строительства, А.В. МИГОРЕНКО, старший преподаватель кафедры строительства, Сочинский государственный университет
Ключевые слова: искусственная территория, рекреационный объект, пляж, размыв, буна, волнозащитная стена, научное обоснование
Keywords: artificial territory, recreational site, beach, washout, buna, wave protection wall, scientific justification
В последнее десятилетие в регионе Большого Сочи заметно увеличилось строительство пляжных рекреационных сооружений в активной зоне пляжа. Речь идет о создании искусственных территорий с использованием пляжа в качестве земельного участка. При этом, как правило, в море, непосредственно на пляж, выдвигается новая волнозащитная стена, за которой со стороны берега обустраивается новая территория. Эта территория используется для размещения кафе, аэрариев, спортивных или прогулочных площадок, а иногда и гостиниц, магазинов для торговли сувенирами, пляжным инвентарем и другими промышленными товарами.
При выдвижении территорий в море застройщики, как правило, исходят из следующих соображений. На участке берега имеется пляж шириной 20-30 м. Если выдвинуть волнозащитную стену на 10-15 м в море и устроить под ее прикрытием новую территорию для размещения рекреационных и торговых объектов, то оставшейся полосы пляжа хватит для обеспечения пляжного отдыха отдыхающих и местных жителей, тяготеющих к данному участку берега.
Однако указанные соображения полностью игнорируют гидролитодинамические и топографические особенности гравийно-галечных пляжей, характерных для Большого Сочи: подход непосредственно к берегу под значительным углом (косой подход) мощных штормовых волн высотой до 4-5 м, не потерявших свою энергию на трансформацию и трение о дно [1-2]; длина наката волн на берег (пляж) – 20-25 м и более [2-4]; потери пляжеобразующего материала на истирание этими волнами в объемах 5-7% от деятельного слоя пляжа в год [2]; транспортирующая способность вдольберегового потока наносов – 20-30 тыс. м3/год; практически полное отсутствие естественных пополнений пляжей за счет твердого стока рек или абразии берегов.
Волновые и топографические условия побережья Большого Сочи приводят к тому, что при сокращении ширины пляжа перед волнозащитной стеной до величины менее 10-12 м происходит его ускоренный размыв в результате воздействия отраженных от стены штормовых волн и усиливается истирание пляжеобразующего материала.
Выдвижение искусственных территорий в море на рассматриваемом побережье зачастую делается без разработки проектов и тем более без научного их обоснования и прогноза последствий как для собственно участка строительства, так и для смежных с ним. Следует отметить, что такой безответственный подход характерен для инженерных мероприятий на пляжах Большого Сочи [5].
Весьма важно, что при создании таких территорий обычно не предусматривается аналогичное выдвижение собственно пляжа путем его искусственной отсыпки, а также строительство дополнительных пляжеудерживающих сооружений или усиление существующих.
Вторым вариантом увеличения используемых площадей является перехват наносов из вдольберегового потока и расширение пляжей на собственном участке путем строительства пляжеудерживающих сооружений. В результате таких мероприятий неизбежно возникают низовые размывы смежных участков берегов, имеющие иногда весьма негативные последствия.
Таким образом, необоснованное выдвижение территорий или пляжей в море влечет два варианта последствий: резкое сокращение ширины пляжа на участке, выдвинутом в море, с угрозой разрушения волнозащитной стены и уничтожения построенных капитальных сооружений; катастрофический размыв пляжа на смежных участках с теми же последствиями. Разумеется, нередко имеет место сочетание данных негативных последствий.
Примеры размыва пляжей при выдвижении территорий в море приведены на рис. 1-2. На рис. 1 показана динамика пляжа на участке, расположенном к западу от городского пляжа Ривьера в г. Сочи. Из данного рисунка видно, что выдвижение территории в море без дополнительной отсыпки пляжа и реконструкции пляжеудерживающих сооружений привело к его размыву. В западной части участка пляж сократился до 10-12 м, и во время сильных штормов наблюдаются заплески волн на набережную и их мощные удары о волнозащитную стену, что грозит ее разрушением. В настоящее время разрабатывается проект реконструкции пляжеудерживающих сооружений и пополнения пляжа.
Рис. 1. Эволюция участка берега к западу от пляжа Ривьера в Центральном районе Сочи в результате строительства сооружений в активной зоне пляжа: а) пляж в 2002 г.; б) начало строительства в 2009 г.; в) пляж после окончания строительства в 2014; г) пляж в 2017 г.
На рис. 2 показана катастрофическая ситуация, сложившаяся на пляже санатория «Голубая горка» в результате строительства капитальных сооружений непосредственно на пляже. Как видно, непродуманное строительство капитальных сооружений прямо на пляже привело к постоянному его размыву в западной части участка. Пляж здесь практически отсутствует. Строительство волнолома перед волнозащитной стеной не исправило ситуацию. В 2014 г. произошел вымыв грунта из-под искусственной территории и провал ее покрытия. Ведется разработка проекта реконструкции существующих сооружений и строительства новой промежуточной буны в средней части участка.
Рис. 2. Размыв пляжа санатория «Голубая горка» в Хостинском районе г. Сочи в результате строительства сооружений в активной зоне пляжа: а) пляж в 2009 г. сразу после строительства сооружений; б) размыв пляжа в западной его части в 2012 г.; в) провал покрытия искусственной территории в результате вымыва грунта, несмотря на строительство волнолома в 2014 г.; г) пляж в 2017 г.
На рис. 3-4 показаны негативные последствия строительства бун, перехватывающих вдольбереговой поток наносов, для расширения пляжей без прогноза последствий такого строительства. В результате возникли низовые размывы на участках берега, расположенных ниже по потоку наносов. На рис. 3 виден низовой размыв берега в результате мероприятия, выполненного на пляже пансионата «Шексна». Здесь располагается причал для маломерных судов на свайном основании. На длине порядка 50 м просветы между сваями причала были заложены различными строительными конструкциями, то есть фактически построена буна.
Рис. 3. Последствия устройства буны из сквозного причала на пляже пансионата «Шексна» в Лазаревском районе г. Сочи
Поскольку к северо-западу от рассматриваемого участка расположено устье р. Шахе, являющейся мощным источником поступления наносов во вдольбереговой поток, то в результате устройства буны произошло значительное выдвижение пляжа на участке паснионата «Шексна» (рис. 3а). Приморский корпус пансионата был построен непосредственно на пляже. При этом к востоку от этого участка начался катастрофический низовой размыв, угрожавший целостности полотна железной дороги.
На участке размыва вначале были выполнены противоаварийные мероприятия в виде наброски фигурных блоков, а затем построена каменнонабросная буна (рис. 3б – 2013 г., 3в – 2015 г.). Строительство буны оказалось удачным проектным решением и позволило стабилизировать пляж на низовом участке (рис. 3г – 2017 г). Таким образом, в данном случае низовой размыв удалось остановить путем своевременного выполнения противоаварийных мероприятй.
На рис. 4 показаны последствия строительства буны на пляже санатория «Лазурный берег» в Лазаревском районе г. Сочи. Поскольку участок находится в зоне мощного вдольберегового потока наносов, формируемого твердым стоком р. Шахе, строительство буны привело к очень быстрому выдвижению пляжа перед ней (рис. 4а – 2005 г.). Также быстро произошел и низовой размыв на участке берега к востоку от буны. Для предовращения размыва было выполнено строительство новой буны к востоку от проблемного участка в 2010 г. (рис. 4б). После строительства второй буны началось заполнение ее «входящего угла» наносами и расширение пляжа (рис. 4в, г).
Рис. 4. Низовой размыв в результате строительства буны санатория «Лазурный берег» в Лазаревском районе г. Сочи
Однако, как видно из рисунков, расстояние между бунами оказалось слишком большим. Непосредственно к востоку от буны санатория «Лазурный берег» размыв берега продолжается, он подвергается мощным волновым воздействиям. По-видимому, здесь потребуется строительство промежуточной буны или короткой шпоры.
Выводы:
1. Выдвижение искусственных терииторий и пляжей в море представляет собой сложную инженерную задачу, требующую учета всех аспектов таких мероприятий.
2. На пляжах Большого Сочи необоснованое выдвижение в сторону моря волнозащитных стен или расширение пляжей за счет перехвата вдольберегового потока наносов сооружениями в ряде случаев приводит к катастрофическим последствиям как для участков, собственно выдвигаемых в море, так и смежных с ними.
3. Смягчение или ликвидация негативных последствий необоснованных проектных решений по выдвижению территорий в море зачастую требует значительных капитовложений, а иногда и вовсе не приводит к желаемым результатам.
4. Это происходит главным образом потому, что такое строительство проводится без научного обоснования с долговременным прогнозом динамики берега и разработки мероприятий по дополнительным отсыпкам пляжеобразующего материала и реконструкции пляжеудерживающих сооружений.
5. Современные методы проектирования на основе математического и физического моделирования, применяемые при разработке проектов любых инженерных мероприятий на морских берегах [2, 6], позволяют оптимизировать проектные решения и не допускать их негативных последствий.
6. Руководителям предприятий и организаций, осуществляющих деятельность на пляжах Большого Сочи, а также административным органам необходимо наконец понять, что затраты на научное обоснование проектных решений в морской берегозащите многократно окупаются за счет их оптимизации и исключения негативных последствий.
Библиографический список
1. Макаров К.Н., Макаров Н.К. Моделирование галечных пляжей под защитой бун и волноломов для реконструкции Приморской набережной в г. Сочи // Гидротехника, 2011, №3(24), с. 18-23.
2. СП 277.1325800.2016. Сооружения морские берегозащитные. Правила проектирования. – М., Минстрой РФ, 2016.
3. СП 38.13330.2012. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). – М., Минрегион РФ, 2012.
4. Рекомендации по проектированию и строительству свободных галечных пляжей. – М.: ЦНИИС, 1988.
5. Макаров К.Н., Мигоренко А.В. Побережью Сочи грозит техногенная катастрофа. – Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, №2 (157), 2012, с. 34-38.
6. Макаров К.Н. Основы проектирования берегозащитных мероприятий. – Сочи, СГУ, 2013.
