Схема трансформации волны

Гидрограф Е. Е, Китран, много лет занимавшийся этой проблемой, обратил внимание на то, что во время оползня массы грунта, сдвигаясь вниз и в сторону моря, давят на донные слои и вызывают их деформацию, Это приводит к образованию складок в виде валов, параллельных берегу и в отдельных случаях поднимающихся над уровнем воды, возникают так называемые валы выпирания. И хотя они состояли из легкоразмываемых грунтов, все же существовали месяц-другой. Ученый заметил, что штормы, прошедшие после оползня, подмывали берег всюду, кроме того участка, который был покрыт валами. Мало того, на этом участке шло образование пляжа за счет наносов, смытых с соседних участков. Именно эти наблюдения легли в основу идеи защитить морское дно и берег искусственным подводным барьером — порогом. Он должен играть роль подводного волнолома, который еще на подступах к критической глубине, где происходит первое разрушение волн, будет вызывать их частичное ослабление. Такая волна не сможет интенсив«о размывать дно, а наносы не уйдут в море — их задержит порог.

Казалось бы, что ничего мудреного в таком решении нет. Ведь морские порты укрывают суда за

[smszamok]

сплошными надводными стенками — молами и волноломами. И эти сооружения не частично, а полностью гасят волнение, поэтому нет надобности изобретать что-то, тем более подводный волнолом. Так рассуждали гидротехники, привыкшие к классическим портовым сооружениям. Но укрепление берегов приморских городов и курортов отличается от защиты портов от волнения. Протяженность приморских береговых сооружений значительно большая, и свои защитные функции они должны выполнять, не нарушая при этом санитарно-гигиенических норм по охране водной среды. Нельзя не учитывать, что стоимость гидротехнических сооружений очень сильно зависит от их высоты, поэтому подводный волнолом намного дешевле надводного. Кроме того, нетрудно представить, какой унылый вид имел бы пляж, отгороженный от моря высоким «забором».

Благодаря инициативе Е. Е. Китрана осенью 1933 года в Одессе, в бухте Ланжерон, был сооружен первый в мире подводный берегоукрепительный волнолом. Просуществовал он всего год, так как построили его на илистом дне без фундамента — каменной постели. Волны подмывали дно перед вертикальной стенкой, и она в конце концов опрокинулась.

Поистине ахиллесовой пятой морских портов во время шторма становится способность причальных сооружений отражать волны, проникшие через ворота в порт. Любая вертикальная стенка отражает волны, которые, складываясь с вновь идущими или с отраженными от других сооружений, образуют сложную систему интерферированных волн. Именно они и нарушают нормальную работу порта: мешают перемещению судов по акватории, создают аварийную ситуацию для причалов и стоящих у них судов, затрудняют грузовые операции, которые нередко приходится вообще прекращать. Современному портостроению не известны радикальные средства борьбы с отраженными волнами. Закрывать ворота в порт во время шторма технически довольно трудно, да и с материальной точки зрения невыгодно. Поэтому на практике устройств для этого не применяют. Отказаться от причалов типа вертикальная стенка тоже нельзя, так как такие сооружения наиболее дешевые и технологичные в строительстве, а самое главное — они обеспечивают прямой контакт борта корабля с сушей. В некоторых портах, чтобы по возможности избавиться от отраженных волн, дублируют внешние оградительные сооружения дополнительными защитными устройствами. Понятно, что не от хорошей жизни тратятся в этих случаях миллионы рублей и ухудшается маневренность судов в порту. Но простои причалов обходятся дороже.

Известно, что откосы не так сильно отражают волны, как вертикальная стенка. Они даже способны полностью погасить волнение, но для этого должны быть ойенъ пологими и открытыми, чтобы волны могли свободно на них вкатываться. Применить пологий и открытый откос в порту нет возможности, ведь у откоса судно ни стоять, ни тем более разгружаться не может. Но соблазн был велик, и на свет появились так называемые подпри-чальные откосы. Делать их пологими дорого, поэтому они довольно крутые, а для приема судов устроили сверху «крышу» — платформу, опирающуюся на сваи. Такие подпричальные откосы не только не решили проблему, но даже усложнили ее. Теперь волна, встречая на своем пути откос и платформу, постепенно загоняется в суживающееся между ними пространство. Происходит не потеря, а концентрация волновой энергии, максимум которой приходится на линию сопряжения откоса с верхним строением. Здесь бессилен даже очень прочный материал. Волны легко и быстро разрушают ловушку, устремляя многотонные фонтаны воды на вышедший из строя причал.

Подводные волноломы убедительно доказали высокую эффективность идеи, что с волной должна бороться сама волна. Весьма заманчивым поэтому было использовать подводный порог и образующийся обратный слив в портовых сооружениях. Но как реализовать это в конструкциях, которые всегда были надводными и таковыми обязательно должны оставаться? Поиски решения начались с создания модели подпричального откоса, так как больше всего нареканий в портах вызывают именно эти сооружения. Кроме того, наличие откоса дает возможность устроить на нем площадку—фундамент для подводного порога. Так и поступили. Выложили откос крупным камнем и из него же соорудили постель для массива подводного порога. У берегоукрепительных волноломов разрушенный, но еще сильный гребень, перескочивший подводный порог, растрачивает свою остаточную энергию на пробежку по заволноломному пространству.

[/smszamok]

А как этого добиться здесь, когда за установленным на откосе порогом всего с десяток-другой метров? С этой целью все пространство между подводным порогом и телом причала заполнили наброской — небольшими бетонными блоками и крупными камнями.

Исследования подтвердили правильность такого решения. Волна, проникшая под верхнее строение, встречает на своем пути препятствие; оно отсекает ее гребень, который разбивается о камни на многие струи воды, проникающие в пустоты наброски.