Применение волногасящих элементов в прибрежное зоне
Posted by: admin at июля 13, 2009
В мировой практике применяются многочисленные конст¬рукции берегозащитных сооружений. Основное их количество – это железобетонные массивы вертикального, вогнутого или на¬клонного профиля. Используются и секции железобетонных тре¬угольников, свайные ряды с промежутками, надводные и подвод¬ные волноломы, железобетонные, металлические и деревянные буны различной конфигурации, каменные набросики, железобе¬тонные сваи, нанизанные автомобильные покрышки, фигурные железобетонные массивы (тетроподы) и др.
Многолетняя мировая практика показывает, что применение перечисленных жестких и монолитных берегозащитных соору¬жений отрицательно влияет на сохранность пляжа и берегового уступа. Прямой волновой удар и обратная волноотбойная сила интенсивно разрушает основания сооружений, а возникающие вдоль них сильные течения выносят весь абразионный материал за пределы береговой зоны моря. При этом исчезают пляжи, ак¬тивизируются абразионные процессы, а прибрежный приморский ландшафт резко меняется и теряет свое природное очертание. Резко ухудшается экологическая и эстетическая ситуация берего¬вой зоны моря.[6]
Наиболее прогрессивным способом защиты берегов за по¬следние годы считается искусственное питание береговой зоны наносами, в результате чего формируется профиль динамиче¬ского равновесия. При этом набегающая на берег волна начинает разрушаться далеко от берега и подходит к урезу с затраченной энергией. Но для достижения такого эффекта, особенно на абра¬зионных берегах, требуются большие финансовые расходы, рас¬считанные на длительный период подпитки пляжа песчаными наносами.
Целесообразным является гашение энергии волн еще до под¬хода к берегу, причем с таким расчетом, чтобы не создавать усло¬вия для возникновения придонных течений, способных вынести рыхлый песчаный материал на большие глубины.[6]
В мировой практике (США, Япония) существуют различные кон¬струкции волногасителей. Это в основном металлические решетки или сетки жесткой конструкции. Однако эти волногасители приме¬няются в лабораторных условиях и не могут быть использованы на открытом побережье в условиях интенсивных штормов.[6]
Проведенный эксперимент первоначально в бассейне, а затем в мелководной зоне открытого побережья показал исклю¬чительно эффективный способ гашения энергии волны.
При выборе материала и конструктивных особенностей вол¬ногасителя исходили из того, что для достижения наибольшей диссипации энергии волн в начале прибойной зоны должны быть установлены многочисленные тончайшие гидроупругие нити, ис¬пытывающие постоянные колебания в потоке волновых движе¬ний. В таких условиях кинетическая энергия волн переходит в турбулентный поток и в конечном итоге сокращается как энергия волн, так и скорости водного потока в зоне диссипации волн.[6]
Энергетические потери потока могут быть увеличены более чем в 2 раза в том случае, если цилиндр будет совершать гидро¬упругие колебания в потоке под действием срывающихся вихрей. При этом ширина следа также увеличивается более чем в 2 раза.
Таким образом, при решении проблемы разрушения при¬брежных волн, особый интерес представляет способ воздействия на волновой процесс, основанный на размещении в потоке в оп¬ределенной последовательности гибкой волногасящей среды (со¬оружения), с определенной частотой и последовательностью.
Лабораторные эксперименты показали, что наиболее эффек¬тивным, и экономически выгодным сооружением является гибкая среда простой конструкции, состоящая из множества многопуч¬ковых, мочковатых пропеленовых нитей, с положительной пла¬вучестью, установленная в толще воды в шахматном порядке.
Предлагаемое гибкое устройство конструктивно, очень про¬стое, экономически выгодное, в работе исключительно эффек¬тивное сооружение, установленное в зоне критических глубин мелководья, которое приводит к изменению структуры потока по всей взволнованной толще. При обтекании потока множества тончайших нитей сооружения формируются отрывные струи и хаотические турбулентные пульсации, приводящие к гашению энергии волн. Применение волногасящего устройства, даже на абразионных берегах, приведет к постепенной аккумуляции, формированию широких пляжей и стабилизации берега.[5]
Предполагаемый волнолом (рис. 7) представляет собой систему гибких волногасителей в виде пучков, длиной на всю толщу воды, нижним концом прикрепленных к тросу. Полученные таким обра¬зом звенья при помощи двух грузов, закрепленных за оба конца зве¬на, устанавливаются на дне в зоне критических глубин.
Рис. 7. Гибкий волнолом:
1 – пучки пропеленовые; 2 – груз с канатом; 3 – коренные породы (песчаник); 4 – осадочный чехол (песчано-гравийные отложения)
Волнолом состоящий из тончайших пропеленовых нитей- волногасителей, отличается простотой и надёжностью по конструкции. Он превращает кинетическую энергию волны в турбулентный поток нестанционарных течений. В прибрежной зоне при этом осуществляется, с одной стороны, – передача энергии движущихся частиц гибкой среде, с другой – происходит взаимное проникновение и гашение турбулентного потока, т.е. диссипация волны. Гибкое устройство, установленное в водной среде, приводит к изменению структуры потока по всей взволнованной толще. При его обтекании формируются отрывные струи (гашение энергии), а в теневой части устройства (по уходу потока) – хаотические турбулентные пульсации. Физический смысл этого процесса заключается в переходе кинетической энергии волны в тепловую.[6]
Гибкий волногаситель как экономически выгодное, так и технически простое сооружение может быть успешно применен:
• при организации спасательных работ в морях и океанах в период штормов;
• в рыбной промышленности установленные гибкие волногасители могут послужить как нерестилища.
Это статья часть Дипломной работы по географии Берегозащита.
Filed under География |
Комментарии выключены