6.6.1 Для проектирования морских берегозащитных сооружений необходимы данные о продолжительности штормов, их повторяемости в режиме и об элементах волн заданной обеспеченности в системе для всех волноопасных направлений.
В соответствии с классом проектируемых сооружений повторяемость расчетного шторма принимается по СП 38.13330.2012 (пункт 5.2), а обеспеченность в нем высот волн - по СП 38.13330.2012 (пункт 5.7).
6.6.2 Параметры волн заданной обеспеченности можно определить по материалам натурных наблюдений за волнением с использованием метода статистической обработки высот и периодов волн, если проектируемые сооружения располагаются вблизи пункта наблюдений. При этом продолжительность ряда наблюдений должна быть не менее 20 лет.
6.6.3 При отсутствии данных наблюдений за элементами волн вблизи защищаемого участка берега параметры волн определяются расчетом на основе режимных характеристик ветра над акваторией. В расчетах параметров волн на глубокой воде и в зоне трансформации, включая последнее обрушение, оперируют средними значениями высоты, периода и длины волны в системе шторма заданной повторяемости. После вычисления средних значений переходят к определению параметров волн заданной обеспеченности.
6.6.4 Среднюю высоту волн на глубокой воде и средний период волн для простых условий волнообразования (ветер постоянной скорости действует на водную поверхность в направлении, перпендикулярном прямолинейной подветренной береговой черте) определяют согласно СП 38.13330.2012 (приложение А). Входными данными являются расчетная скорость ветра, его продолжительность, а также длина разгона. Непрерывная продолжительность ветра расчетной скорости и направления определяется по данным многолетних наблюдений. Для предварительных расчетов продолжительность ветра принимается равной: для водохранилищ и озер - 6 ч; для морей - 12 ч.
Длина разгона определяется по картам с ограничениями, предусмотренными СП 38.13330.2012 (А.6 приложения А). При этом длина разгона не должна превышать значений, указанных в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Зависимость длины разгона от скорости ветра
Скорость ветра, м/с | 20 | 25 | 30 | 40 |
Значения предельного разгона на морях, км | 800 | 600 | 300 | 100 |
6.6.5 Высоту волн на глубокой воде заданной обеспеченности в системе, следует определять согласно СП 38.13330.2012 (А.7 приложения А).
6.6.6 Среднюю высоту волн в мелководной зоне с уклонами дна 0,002 и более необходимо определять по СП 38.13330.2012 (А.10-А.12 приложения А).
6.6.7 В условиях сложного контура береговой черты расчет параметров волн на глубокой воде ведется в соответствии с СП 38.13330.2012 (А.8 приложения А) с использованием спектрального метода.
6.6.8 После вычисления параметров волн на глубокой воде в расчетной точке по всем волноопасным направлениям выбирают направление с максимальными параметрами волн (при необходимости могут быть два и более направления) и выполняют расчеты рефракции и трансформации волн при движении их к берегу.
Расчет трансформации волн выполняется для определения параметров волн и оценки их воздействия на проектируемые сооружения.
6.6.9 Расчет рефракции выполняется в соответствии с требованиями СП 38.13330.2012 (приложение А).
6.6.10 Расчет трансформации волн в мелководной зоне при однородном рельефе дна выполняется в соответствии с СП 38.13330.2012 (приложение А).
6.6.11 Трансформацию волн в случае неоднородного рельефа дна следует определять методами математического и гидравлического моделирования.
6.6.12 Параметры волн в прибойной зоне следует определять согласно СП 38.13330.2012 (приложение А) с учетом уклонов дна.
6.6.13 Критическую глубину по линии первого обрушения волн , м, следует определять с учетом уклонов дна по СП 38.13330.2012 (приложение А) методом последовательных приближений.
6.6.14 Критическую глубину, соответствующую последнему обрушению волн , м, следует определять по приложению В.
6.6.15 Расчет высоты наката волн на берег и сооружения при однородном рельефе выполняется согласно СП 38.13330.2012 (приложение Д), в случае существенно неоднородного рельефа дна (например, при наличии напротив участка вершин подводных каньонов) - в соответствии с приложением Г настоящего свода правил.
6.6.16 Рефракция и трансформация волн зыби рассчитывается, как для ветровых волн согласно СП 38.13330.2012 (приложение А).
6.6.17 Параметры волн на акваториях естественных и искусственных бухт определяют по СП 38.13330.2012 (А.16-А.20 приложения А). Расчет дифракции волн в акваториях с неоднородным рельефом дна рекомендуется выполнять методом математического моделирования.
Для уточнения результатов расчетов дифракции и рефракции волн на огражденных акваториях выполняется гидравлическое моделирование на пространственных моделях.
6.7 Расчет ветрового и волнового нагонов
6.7.1 Значение ветрового нагона принимается по данным натурных наблюдений за многолетний период, а при их отсутствии определяется по СП 38.13330.2012 (приложение Б).
6.7.2 Высота волнового нагона определяется по СП 38.13330.2012 (приложение Б).
6.8 Течения в прибрежной зоне моря
Сведения о режиме течений в прибрежной зоне водоемов устанавливаются в процессе проведения инженерно-гидрометеорологических изысканий, как описано в [2]: вдольбереговое, вызванное подходящими волнами, и поперечное, формирующееся волнением за счет разности уровней воды по ширине прибойной зоны.
6.9 Вдольбереговой и поперечный транспорт наносов
6.9.1 Оценка вдольберегового и поперечного транспорта гравийно-галечных наносов выполняется по материалам повторных съемок берега и дна. Для песчаных наносов этот метод применим в первом приближении.
6.9.2 При отсутствии материалов съемок оценка емкости вдольберегового потока гравийно-галечных наносов выполняется по формуле (9.25), а песчаных наносов - по формуле
283 × 60 пикс.   Открыть в новом окне |
где - коэффициент кинематический вязкости воды, ;
- средний диаметр зерен песка, м;
- высота волн обеспеченностью 13% в системе по линии первого обрушения, м;
- угол между лучом волны по линии первого обрушения и нормалью к берегу, град.
6.9.3 Для перехода к оценке объемов перемещения наносов за определенный промежуток времени , , используется формула
, (6.2)
где - количество секунд в сутках (Т = 86400);
- продолжительность волнения за рассматриваемый период, сут;
Q - емкость потока наносов, .
6.9.4 Оценка бюджета наносов в литодинамической системе основывается на учете их поступления, выноса и потерь на истирание. Бюджет наносов определяется в целях качественной и количественной оценки их динамики на защищаемом участке побережья и соседних с ним.
6.9.5 Оценка поперечного перемещения наносов может быть выполнена только по данным топо-батиметрических съемок.
7 Классификация берегозащитных сооружений и области их применения
7.1 Берегозащитные сооружения условно подразделяются на два основных типа:
- пассивные, которые воспринимают на себя воздействие волн (искусственные пляжи, волногасящие бермы из горной массы, откосные береговые укрепления, волногасящие прикрытия из фасонных массивов, волноотбойные стены и т.п.);
- активные, которые сохраняют пляжи или создают условия для формирования пляжей, либо снижают энергию (высоту, период) штормовых волн (буны, надводные и подводные волноломы, включая прерывистые и блокирующие элементы, банкеты, подводные траншеи, искусственные мысы и т.п.).
7.2 При выборе типа берегозащитных сооружений следует учитывать значимость объекта, природные условия на рассматриваемом участке берега и ограничения, обусловленные требованиями охраны окружающей среды и санитарно-гигиеническими нормами, а также технико-экономические возможности строительных организаций.
7.3 Первоначальный тип сооружений и выбор варианта защиты берега следует определять в соответствии с приложением Г.
7.4 Берегозащитные мероприятия должны проектироваться, как правило, для каждой литодинамической системы в целом. В проекте берегозащитных мероприятий выбор метода защиты должен быть обоснован волновыми расчетами при средних и экстремальных условиях, результатами оценки бюджета наносов, с учетом влияния планируемых мероприятий на окружающую среду и экономическими показателями. При выборе типа, параметров и расположения берегозащитных сооружений внутри литодинамической системы должно учитываться влияние проектируемых берегозащитных сооружений и мероприятий на примыкающие к нему участки побережья.