Геоморфологічні дослідження для укріплення берегів: буни, хвилерізи, моли, тетраподи

9.2. Геоморфологічні дослідження для укріплення берегів

Найбільшої ваги набули сьогодні заходи з укріплення берегів. Це стосується насамперед різкого посилення абразії берегів останніми десятиліттями, в зв’язку з підйомом рівня вод Світового океану, зменшенням твердого стоку рік, збільшенням техногенного навантаження на берегову зону. Руйнування морських берегів часто перетворюється на серйозну народногосподарську проблему, оскільки темпи розмивання в деяких випадках сягають 5-10 м/рік. Море знищує сільськогосподарські угіддя, загрожує руйнуванням доріг, міст, сіл, промислових підприємств, розміщених безпосередньо у береговій зоні. Прикладом інтенсивного руйнування можуть бути глинисті береги Азовського моря, береги Арабатської Стрілки.
Окрім цього, понад 10% населення Землі, що проживає на низинних територіях, ризикує постраждати від затоплень, спричинених підвищенням рівня океану. Найбільшою мірою це стосується Данії, Нідерландів, Китаю, Індії, Бангладеш, В’єтнаму, Індонезії, Японії, Єгипту, США, Таїланду, Філіппін та інших країн. Майже 70% найбільших міст планети, розташованих у береговій зоні, знаходиться під загрозою затоплення через потепління клімату й підвищення рівня Світового океану. Серед них: Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Буенос-Айрес, Ріо-де-Жанейро, Токіо, Шанхай, Александрія, Каїр, Джакарта, Лагос, Бангкок, Карачі, Калькутта та інші.
У практиці берегоукріплювальних робіт застосовують методи, які потребують детальних геоморфологічних досліджень. Існує дві групи методів боротьби з руйнуванням берегів – пасивні і активні, хоча поділ цей досить умовний. Пасивні методи мають на меті створення таких споруд, які братимуть на себе вплив хвиль. Активні використовують енергію хвиль для захисту узбережжя. До пасивних споруд зачислюють різноманітні конструкції хвилевідбійних стін, захисні дамби, бетонні схили і кам’яні нагромадження. До активних споруд зачислюють буни (рис. 9.3) і хвилерізи (рис. 9.4).

Рис. 9.3. Типові зміни берега після будівництва бун:
1 – ділянка акумуляції наносів; 2 – ділянка розмиву берега; З – корінний берег і новоутворений кліф; 4 – надводні накопичення гальки; 5 – підводний шлейф гальки; 6 – напрям хвилювання

Рис. 9.4. Схема дії підводного хвилерізу:
1 – наноси; 2 – корінні породи; 3 – хвилеріз

Найчастіше у практиці захисту берегів від розмиву використовують буни. Морські буни – це кілька невисоких молів, розміщених групами, переважно перпендикулярно до берега. В проміжках між бунами, за молами і хвилерізами за сприятливих умов можуть накопичуватися наноси, які й захищають абразійні підніжжя від розмиву (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Утворення акумулятивних форм за хвилерізом:
а – надводна акумулятивна форма; б – підводне накопичення наносів (стрілкою позначено кут накочування хвилі на берег)

Для ефективного захисту берегів від абразії необхідно мати чітку уяву про причини розмиву, і тільки тоді можна обрати дієвий спосіб захисту. Причини абразії можуть бути різноманітні – як природні, так і антропогенні. Особливо важко захистити від розмиву піщані береги. Всі споруди пасивного захисту на піщаних берегах, навіть збудовані на потужному фундаменті, впродовж декількох років підмиваються, перекидаються і тонуть у піщаних наносах. На галечникових берегах хвилевідбійні стіни більш довготриваліші, однак потребують ремонту внаслідок їхнього бомбардування галькою.
Останніми десятиліттями для захисту берегів, передусім в Японії, використовують тетраподи – бетонні шестипроменеві «їжаки» різних розмірів. Унаслідок тетрапоїдних нагромаджень розмив берегів припиняється, однак використовувати пляжі таких берегів з метою відпочинку стає просто неможливо. Отож в Японії останніми роками береги від розмиву почали захищати пластмасовими відходами. їх пресують у великі брикети і викладають вздовж берегів. Такі хвилевідбійні стіни є ідеальним захистом, оскільки пластмасові відходи не гниють і не руйнуються.
Один з найдієвіших способів захисту берегів від розмиву – це створення штучного пляжу. Такий захист берегів використано в Ялті, що посприяло формуванню широкого і стійкого пляжу і цілковитої ліквідації абразії в цьому районі. Проте під час створення штучних пляжів необхідно враховувати, що наноси на підводному схилі розподіляються відповідно до їхньої гідродинамічної крупності. З огляду на це, крупність наносів штучного пляжу має бути не менша, ніж на обраній ділянці узбережжя.
Скорочення твердого стоку рік спричинює зменшення пляжеутворюючих відкладів, що зумовлює їхній розмив. Водночас тільки 10% наносів твердого стоку рік надходить у берегову зону у фракціях піску і гравію, решта – алевропеліти і будівельні матеріали, які не придатні для формування пляжів. Для поповнення пляжеутворюючих відкладів у деяких районах узбережжя перспективно штучно вирощувати найпродуктивніші молюски. Цінність цього напряму укріплення берегів очевидна, оскільки використовуються і біогенні ресурси.