Защита морских берегов от разрушения

Причины разрушения морских берегов и сооружений заключается главным образом в воздействии на них волн (ветровых, судовых, сейсмических), течений, наводнений, изменение размеров грунтовых вод и т.д.

Ветровые (штормовые волнения) и сопровождающие его ветровые течения являются главными из названых причин. На отмелях песчаных берегах твёрдые частицы под действием штормовых волн переходят во взвешенное состояние и перемещаются течением вдоль берега или в сторону моря, что, в конечном счете, приводит коголению твердых пород берега, его подмыву и разрушению. Крутые склоны берега разрушаются непосредственным гидродинамическим воздействием волн.

Судовые (корабельные) волны предоставляют самостоятельную опасность в тех случаях, когда они превышают по своим размерам ветровые волны (на защищенных акваториях, реках, каналах и т.д.)

Сейсмические волны (цунами) воздействуют на океанских побережьях и требуют специальных защитительных мер и сооружений.

Течения обладают значительной транспортирующей способностью и угрожают выносом частиц грунта, слагающих прибрежную зону, с последующим размыванием берегов, подмывом, сооружений и т.д.

Наводнения, происходящие от разного увеличения расхода воды в руслах рек ветровых нагонах в морях и реках, могут вызвать соответствующий подъём уровня воды и привести к затоплению территории и расположенных на ней объектов.

Берега разрушаются в результате хозяйственной деятельности человека (вывоз прибрежных песчано-гравийных отложений для строительных нужд; регулирование стока рек, впадающих в моря и питающих берег твёрдыми стоком; воздействие береговых сооружений и т.д.).

Способы защиты морских берегов и сооружений осуществляются по некоторым схемам.

Пассивная защита предусматривает гашение энергии волны и течений непосредственным восприятием гидродинамических нагрузок и воздействий берегозащитным сооружениям (рис. 5.22; 5.23).

 

Активная защита- это создание или сохранение (консервация) наносов в зоне защиты, увеличение защитной пляжной полосы, на которой происходят разрушения штормовых волн (рис.5.24)

Комбинированная схема защиты включает в себя одновременное действия активного и пассивного способа защиты.

Типы берегоукрепительных сооружений определяются в основном способами защиты и подразделяются на продольные и поперечные сооружения пассивной и активной защиты либо комбинированным способом.

Продольные сооружения пассивной защиты гасят энергию за счёт их обрушения и выкачивания потоков воды на откосную поверхность или же за счёт их разбивания и отбрасывания в сторону моря плоской и криволинейной берегозащитной системой.

Укрепления откосов имеет угол заложения близким к углу естественного откоса грунтов, слагающих береговые напластования и не испытывают разного давления. Они являются простейшими сооружениями.

Откосные береговые сооружения, имея более крутое заложение откосов, испытывают, кроме гидравлического давления прибольных волн и воздействие вкатывающих потоков со стороны моря, еще распорное давление грунта со стороны берега. Поверхность этих сооружений может быть плоской, ломаной, ступенчатой, криволинейной и смешанной, гладкой или искусственно шероховатой (для ускорения и усиления гашения волн). Откосное крепление и сооружение полностью передают волновое давление на прикрываемый ими грунтовый массив.

 

Рис. 5.24.Буны:

а - полного профиля; б- гравитационная из бетонных крупноблочных элементов; в, г - свайная с железобетонными экранами;

1 - колонны-оболочки; 2- блоки-опоры; 3 - железобетонный экран;

4 - головная опора.

Береговые барьеры, располагаясь в непосредственной близости от продольных берегозащитных сооружений и воспринимая на себя главный удар штормовых волн, ослабляют их дальнейшее ударное и абразивные воздействия на основное берегоукрепительные сооружения, заметно облегчая и снижая строительную способность этих сооружений.

Надводные волноломы располагаются на некотором расстоянии от берегозащитных сооружениях и приводят к полному гашению волн на отдаленных подступах к берегу. Являясь весьма дорогостоящими сооружениями, они могут выполнять побочные функции берегозащиты, имея своей главной задачей ограждения соответствующих морских акваторий от ветрового волнения.

Продольные сооружения активной защиты служат для создания и консервации пляжной полосы за счёт наносов, перемещающихся в поперечном урезе воды направлении. Являются волноломными сооружениями.

Подводные наносоулавливающие волноломы не полного профиля являются главными представителями этого типа сооружений. Их ноносоулавливающие и наносоудержевующие свойства в большой степени зависят от глубины дна, гребня сооружения и его расстояния от берега.

Береговые барьеры, если отнесены на некоторое увеличеное расстояние от берегозащитных сооружений, они могут также превращаться в сооружения активной защиты, улавливая и сохраняя наносы.

Поперечные наносы, удерживающие сооружения активной защиты создают и сохраняют пляжную полосу за счёт остановки или замедления вдоль берегового постоя наносов: возводятся в виде бун, шпор и траверс.

Буны и шпоры являются самостоятельным наносом удерживающие сооружение. Эффективность их действия зависит главным образом от степени перекрытия поперечного сечения потока наносов сооружением.

Траверсы используют в комбинации с продольными сооружениями активной защиты — подводными волноломами. Они конструктивно легче и проще бун.

Комбинированные способы берегозащитных сооружений могут состоять из сочетаний активной защиты, также активной и пассивной; подводные волноломы и волноотбойные стенки; волноломы: траверсы, стенки и т.д.

5.8. Основные устройства портовой энергетики, их характеристики, возможности и область применения

В состав портов входят инженерные сети, к которым относятся системы энергоснабжения, отопления, связь, сигнализация, канализация и т.д.

Энергоснабжение портов осуществляется, как правило, от сетей государственных систем. Система энергоснабжения порта - комплекс электротехнических устройств (линии электропередач, распределительные пункты, трансформаторные подстанции), предназначенных для принятия электроэнергии от источников питания, а также распределения и трансформации ее потребителям (рис. 5.24):

Основные потребители электрической энергии в порту: перегрузочные машины и механизмы, оборудования зарядных станций, оборудование механических мастерских общепортовые электрифицированные механизмы и устройства, все виды осветительных установок и др.

Основной расход электрической энергии в портах приходится на долю перегрузочных машин - 80-88%, на внутреннее наружное освещение - 4 - 8%.

Характерной особенностью современных портов является оснащение их высокопроизводительными машинами, требующими значительного расхода электроэнергии. Так, суммарная установленная мощность электродвигателей грейферного крана грузоподъемностью 16 т., составляет 435 кВ, роторного стационарного вагоноопрокидывателя ВРС -125-816 кВт и т.д.

Для ориентировочных расчетов по определению наибольшей нагрузки потребителей порта в целом Р_мах (кВт) можно пользоваться формулой: Р_max= К_спр∑Р_уст, где К_спр - коэффициент спроса (принимают равным 0,24 - 0,26), Р_уст.- суммарная установленная мощность всех портовых потребителей, кВт.

По надежности электроснабжения около 80 % потребляемой мощности в порту относятся к электроприемникам 2-й категории, перерыв в электроснабжении которых связан с прекращением обслуживания и простоев судов, железнодорожного и автомобильного транспорта, людей. Около 1,5-2,0% относятся к электроприемникам 3-й категории, перерыв в электроснабжении недопустим.

Наибольшая группа электроприемников портов работает в повторно-кратковременных режимах.

Особое место с точки зрения режимов работы занимает электрическое освещение. Продолжительность этой нагрузки зависит от числа смен, времени года, географического положения порта и т.д.

Питание порта электроэнергией осуществляется от системы городской или районной электростанции. Для бесперебойного снабжения порта электроэнергией питание следует производить от двух независимых источников по самостоятельным пиниям передачи.

Главную подстанцию, снижающую напряжение с 35-110 кВт, до 6- 10 кВт, располагают ближе к центру нагрузки. Питающая линия 35кВт. и выше является преимущественно воздушной, а сама подстанция занимает сравнительно небольшую площадь. Чтобы не стеснять оперативную зону устройством безопасных разрывов и местом размещения подстанции, последнюю следует выносить в тыловую зону. Главны понижающие подстанции имеют открыто установленные трансформаторы и^г распределительные устройства, при их размещении следует учитывать минимально допустимое расстояние от района работ с пылящими грузами и преобладающих направлений ветра.

Распределительные пункты напряжения 6-10 кВт следует располагать в тыловой зоне с тем, чтобы сократить число кабелей высокого напряжения, находящихся в оперативной зоне. Понижающие трансформаторные подстанции, предназначенные для непосредственного питания электроэнергией всех основных потребителей порта, располагается по возможности ближе к подключающим устройствам.

В качестве подключающего устройства для портальных кранов следует предусматривать троллей в малогабаритном бетонном канале, расположенном вдоль подкрановых путей.

Троллей снабжен крышками, закрывающими канал после прохождения крана. Троллей следует разделить на участки, подключаемые к разным линиям электросети.

Если нет возможности использовать троллейное питание, подвижные потребители подключают при помощи шлангового кабеля к электроколонкам. Расстояние, между которыми не должно превышать 40 метров.

Для подключения судов, низковольтного освещения, электросварочных аппаратов должны быть предусмотрены двухпостовые электроколонки, располагаемые не реже чем 50 метров. Необходимо предусматривать искусственное заземление электрооборудования, а. также молниезащиту зданий и сооружений, в случае необходимости и от сети технического электричества, блуждающих индуктивных токов.