Инженерная защита прибрежных территорий морей и водохранилищ

устойчивость и  прочность подземных сооружений при изменении гидростатического  давления грунтовой воды;

коррозию подземных  частей металлических конструкций, трубопроводных систем, систем водоснабжения  и теплофикации;

надежность функционирования инженерных коммуникаций, сооружений и оборудования вследствие проникания воды в подземные помещения;

проявление суффозии и эрозии;

санитарно-гигиеническое  состояние территории;

условия хранения продовольственных  и непродовольственных товаров  в подвальных и подземных складах.

1.8. При подтоплении  сельскохозяйственных земель и  природных ландшафтов следует  учитывать влияние подтопления  на:

изменение солевого режима почв;

заболачивание территории;

природные системы  в целом и на условия жизнедеятельности  представителей флоры и фауны;

санитарно-гигиеническое  состояние территории.

1.9. Инженерная защита  территории от затопления и  подтопления должна быть направлена  на предотвращение или уменьшение  народнохозяйственного, социального  и экологического ущерба, который  определяется снижением количества  и качества продукции различных  отраслей народного хозяйства,  ухудшением гигиенических и медико-санитарных  условий жизни населения, затратами  на восстановление надежности  объектов на затапливаемых и  подтопленных территориях.

Не смотря на год  утверждения и истекшие сроки  действия СНиП 2.06.15-85 очень часто является основным опорным документом при заложении населённых пунктов, сооружений.

 

§ 3. Примеры разных стран.

• Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений -  комплекс дамб и смежных гидротехнических сооружений (водопропускных и судопропускных сооружений), протянувшийся поперёк Финского залива от Бронки до Сестрорецка (посёлок Горская), через остров Котлин, на котором находится город Кронштадт (входит в состав Санкт-Петербурга).

Комплекс защитных сооружений предназначен для защиты акватории Невской губы и дельты Невы от сгонно-нагонных явлений, при которых фиксировался подъем воды до 4,2 метра выше ординара. Полная протяженность защитных сооружений 25,4 км. Комплекс рассчитан на защиту от наводнений высотой до 4,55 метра, верхняя отметка волноотбойной стенки над средним многолетним уровнем воды — 7,5 м.

Комплекс защитных сооружений включает в себя 11 защитных дамб (Д-1 - Д-11), 6 водопропускных сооружений (В-1 - В-6), два судопропускных сооружения (С-1 и С-2) и шестиполосную автомагистраль, проходящую по гребню защитных дамб, с мостами, туннелем и транспортными развязками. Нумерация сооружений идет от Бронки к Горской (с юго-запада на северо-восток). Общая длина дамб — 23,4 км.

Водопропускные сооружения предназначены для минимизации  влияния КЗС на гидрологический  режим акватории Невской губы и Финского залива. Сооружения В-1 и В-6 имеют по 12 водопропускных пролетов шириной в свету 24 м (наружная ширина 27 м) и глубиной воды на пороге 2,5 м. На сооружении В-3 — 10 водопропускных пролетов шириной 24 м и глубиной дна на пороге 2,5 м. Сооружения В-2, В-4 и В-5 имеют по 10 водопропускных пролетов шириной 24 м и глубиной дна на пороге 5 м. Все водопропускные пролеты оборудованы сегментными затворами массой 280 т каждый.

Судопропускное сооружение С-2 предназначено для пропуска судов  с осадкой до 5,5 м. Представляет собой судоходный пролёт с подъемно-опускным затвором. Ширина судоходного пролета − 110 м, глубина на пороге −7 м. Судоходный канал в случае наводнения перекрывается затвором массой 2500 т, находящимся в обычных условиях в бетонном пазу, расположенном ниже дна судоходного канала. В случае наводнения затвор поднимается до отметки 4,55 м выше среднего уровня воды. Над С-2 проходит автомобильный мост, имеющий длину вместе с эстакадами - 1080 м. Центральный пролет выполнен вертикальноподъёмным, размерами 120 х 30,2 м и массой 2300 т плюс два противовеса по 1140 т. Высота моста в наведенном положении — 16 м, в поднятом — 25 м.

Судопропускное сооружение С-1 предназначено для пропуска морских судов в течение всего года и представляет собой судоходный пролет с сегментными плавучими затворами-батопортами. Ширина судоходного пролета 200 м, глубина воды на пороге 16 м. При угрозе наводнения доковые камеры, в которых находятся затворы, заполняются водой, батопорты всплывают и выдвигаются в середину канала. Достигнув центра, затворы начинают наполняться водой и под своей тяжестью медленно опускаться на дно порога. Таким образом, преградив путь для дальнейшего продвижения балтийской нагонной волны к Санкт-Петербургу. В обычном состоянии батопорты находятся в сухих доковых камерах.

Под судоходным каналом проходит подземный шестиполосный автомобильный тоннель общей длиной 1961 м. Самая нижняя точка тоннеля расположена на отметке — минус 28 м.

Получив информацию от Гидрометцентра о подъеме уровня воды, Дирекция КЗС заблаговременно (за 3 часа) предупреждает  Администрацию Большого порта об угрозе затопления и прекращении  навигации. Начинается подготовка к  маневрированию затворов всех защитных сооружений. При угрозе наводнения сначала закрываются затворы  судопропускных сооружений С-1 и С-2, а потом створы водопропускных сооружений (В-1 — В-6).

 

Рис. 3 Водопропускные сооружения на дамбе. Санкт-Петербург

Рис. 4 Вид на дамбу. Снято из северного берега Финского залива, недалеко от Сестрорецка, 2005.

Рис.5 Разводной (столоподобный, подъемный) мостовой переход через  судопропускное сооружение «С-2»

• Венеция. Проект MOSE (акроним от итал. Modulo Sperimentale Elettromeccanico, Экспериментальный электромеханический модуль) — технический проект, предназначенный для защиты от наводнений Венеции и других населённых пунктов на побережье Венецианской лагуны в Италии. Это интегрированная система защиты, состоящая из рядов мобильных шлюзов, позволяющих изолировать Венецианскую лагуну отАдриатического моря, когда прилив превышает нормальный уровень (110 см) и может достигать 3 метров. Вместе с другими дополнительными мерами, такими как укрепление берегов, поднятие пристаней и защита берегов и улучшение окружающего лагуну пространства, эти преграды будут защищать Венецию от таких экстремальных ситуаций, как наводнение и геоморфологическая деградация. Работы по проекту начались в 2003 году в проливах Лидо, Маламокко и Кьоджа, соединяющих лагуну с морем, и через которые вода прибывает во время приливов. Проект осуществляется силами инженеров компании FIAT. В 2006 году пришедшее к власти правительство Романо Проди заявило, что проект пересматривается по бюджетным причинам. Тем не менее в последующие годы проект был возобновлён. В январе 2008 года сообщалось о готовности проекта на 63 % и планировавшемся запуске в эксплуатацию к 2014 году.

Проект MOSE существует не в  изоляции. Он является частью Общего плана  препятствия для защиты Венеции  и её лагуны, начиная с 1987 года, принятого  Министерством инфраструктуры через  Венецианские водные власти (рабочий  орган министерства на территории лагуны) и Consorzio Venezia Nuova. Уже принятые или  реализуемые сейчас меры по всему  побережью и в районе лагуны являются наиболее важной для защиты окружающей среды программой восстановления и  развития когда-либо реализованной  в Италии.

Параллельно с работами по сооружению MOSE, Венецианские водные власти и Венецианские местные власти поднимают  пристани и защищают мостовые в городе для защиты строящихся районов в  лагуне от средних и высоких приливов до 110 см — высоты, на которой будут вступать в работу мобильные препятствия. Эти меры предельно всеобъемлющи, в частности, применительно к таким городам как Венеция и Кьоджа, где повышение уровня воды затронет хрупкую архитектурную и монументальную обстановку.

Целью проекта MOSE является решение  проблемы паводка, от которой с древних  времён страдает Венеция и другие городки и деревни на побережье  лагуны каждую осень, зиму и весну. Хотя прилив в бассейне лагуны ниже, чем  в других районах мира, где он может достигать до 20 метров, феномен  может стать значительным если он связан с атмосферными и метеорологическими факторами, такими как давление и  воздействие бора (северо-восточного ветра, дующего со стороны Триеста) или сирокко (горячего юго-восточного ветра), который проталкивает волны  в венецианский залив. Феномен также  усугубляется дождями и пресной  водой, проникающей в лагуну из водосборного бассейна на 36 притоках представленных реками и каналами.

Увеличение частоты и  интенсивности паводков также связано  с другими природными и искусственно созданными причинами, которые видоизменяют гидравлическую или геоморфологическую структуру лагуны, такими как оседание почв и эвстатические колебания  уровня моря (в течение XX века земля  в лагуне опустилась на 23 см относительно среднего уровня моря); большое эрозийное воздействие моря как результат некоторых рукотворных мероприятий для облегчения портовой деятельности (буны, искусственные каналы) и создание промышленного района Маргеры и увеличение подмывания причиной чему стали теплоходы, помогающие разрушать геоморфологические структуры и основания пристаней и сооружений.

Так же хорошо как снаряжение этого контингента проблем проект MOSE (и прочие защитные мероприятия) также проектируются принимая во внимание ожидаемое повышение уровня моря в результате глобального потепления. Мобильные препятствия могут  эффективно защитить лагуну даже в  случае претворения в реальность самых пессимистичных гипотез, таких  как повышение уровня моря на 60 см.

Система MOSE состоит из перемещаемых качающихся плавучих запорных шлюзов, которые в соответствии с указаниями принятыми в 1982 году на голосовании  № 209 Высшего Совета по общественным работам, то есть что барьеры не должны изменять обмен водой между морем и лагуной во избежание ущерба для геоморфологии лагуны и качества воды, не должны мешать судоходству, таким образом пересекаться с деятельностью порта и рыболовством, и не должны видоизменять ландшафт. В нормальных условиях, шлюзы, большие металлические короба шириной 20 м, длиной 20-30 м и толщиной 5 м, заполнены водой и оставлены в заранее подготовленных бетонных кессонах на укреплённом морском дне. Когда предвидится прилив выше 110 см, шлюзы опустошаются от воды посредством подачи в них сжатого воздуха. Вследствие этого они поднимаются вверх, поворачиваясь вокруг оси крепления, до тех пор, пока не всплывут над водой, временно изолируя лагуну от моря и останавливая приливное течение. Шлюзы достигают верхнего положения приблизительно за 30 минут и 15 минут для возвращение в исходное состояние.

Уровень 110 см, выше которого начинают работу барьеры, был согласован соответствующими организациями как оптимальный уровень, соответствующий текущему уровню моря. Тем не менее система MOSE является достаточно гибкой и для использования при высокой воде ниже этого уровня. В зависимости от ветров, давления и уровня прилива, система также может управляться разными способами, с дифференциированным закрытием проливов или частичным закрытием каждого из проливов.

Все 78 шлюзов разделены в 4 ряда будут установлены для защиты 3 проливов: два ряда из 21 и 20 шлюзов в проливе Лидо-Сан-Николо, самый  широкий, соединяющийся через искусственный  остров; один ряд из 19 шлюзов в проливе  Маламокко и один ряд из 18 шлюзов в проливе Кьоджа. Для обеспечения  судоходства, когда мобильные барьеры  находятся в рабочем состоянии, будут сооружены три переходных шлюза для прохода судов (большие  корабли в Маламокко, спасательные и рыболовные лодки в Лидо и Кьодже).

К концу работ, консорциум спроектировавший и соорудивший MOSE будет руководить и поддерживать систему в течение 4 лет, затем  на последующие 10 лет он будет нести  ответственность за свои действия и  за все прочие общественные работы.

Рис. 6 Вид с воздуха  на проект MOSE в Венеции, Лидо-ди-Порто (канал к северу от Lido) в середине 2009 года.

Рис. 7 Схема работы одного из шлюзов. Проект MOSE.

Рис. 8 Расположение шлюзов. Проект MOSE

• Давний и широко используемый метод остановки стихии – волнорезы. Строительство волнорезов характеризуется сложностью технологических процессов, трудоемкостью и значительными объемами работ, в основном из-за специфики. Участки акватории, на которых предусматривается перемещение строительных плавучих средств, должны быть протралены, а при необходимости обследованы водолазами. Предметы и препятствия, обнаруженные в процессе обследования и создающие опасность нормальному судоходству, должны быть удалены, а в случае невозможности удаления – обозначены плавучими навигационными знаками.

Рис.9 Набережная. Город Калининград. Волнорезы.

 

Глава III. Заключение

Ведущая роль архитектурной  застройки, формирующей характерный  образ и панораму города, должна быть подкреплена выбором приемов  и средств ландшафтной организации  прибрежных территорий, имеющих решающее значение в обеспечении доступности  к воде и возможности обзора смысловых  доминант города. 
При формировании набережных необходимо учитывать их расположение в градостроительной структуре города, влияние «граничных пространств», а также состав участников движения по данным территориям. «Граничными пространствами» на всех участках набережных являются природная доминанта (река, залив, море), промышленные территории, офисная и жилая застройка, транспортная инфраструктура. 
Комплексный подход в моделировании и структурном преобразовании прибрежных территорий основывается на системе принципов и методов организации городских береговых линий. В числе основных принципов формирования прибрежных зон предлагаются: 
-принцип гуманизации пространственной среды; 
-принцип паритетности искусственных и природных компонентов; 
-принцип биопозитивности ; 
-принцип эстетической гармонизации; 
-принцип экологической устойчивости; 
-принцип инвестиционной привлекательности ; 
-создание инновационного ультрасовременного городского изображения.

 

 

Список источников:

• Основы советского градостроительства, т. 3, М., 1967; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел К, гл. 2. Планировка и застройка населенных мест. Нормы проектирования, М., 1967.
• Защита от подтопления в городском строительстве. В.И. Сологаев, Омск, Издательство СибАди, 1999г.
• СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения.
• СП 32-103-97. Проектирование морских берегозащитных сооружений (взамен ВСН 183-74).
• СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территории от затопления и подтопления.
• http://landscape.totalarch.com/node/25
• http://www.industrytap.com/saving-venice-the-mose-project
• http://ru.wiktionary.org/wiki/Заглавная_страница