Берегозащитные мероприятия

1.2.1 Берегозащитные мероприятия

Берегозащитные мероприятия должны проектироваться, как правило, для каждой литодинамической системы в целом. В проекте берегозащитных мероприятий выбор метода защиты должен быть обоснован волновой обстановкой в средних и экстремальных условиях, результатами исследования бюджета наносов, с учетом экономики и влияния мероприятий на окружающую среду. Берегозащитные мероприятия должны обеспечивать минимальные нарушения в настоящем времени и будущем природных факторов в физическом и экологическом аспектах и эстетики литодинамической системы. При выборе типа, размеров и расположения берегозащитных сооружений в литодинамической системе должно учитываться не только достижение поставленной цели на защищаемом участке побережья, но также влияние проектируемых берегозащитных сооружений и мероприятий на примыкающие к нему участки побережья.

При проектировании берегозащитных мероприятий следует иметь в виду, что индивидуальная защита коротких отрезков размываемых берегов внутри большой зоны размываемого побережья весьма сложна, дорогостоящая и малоэффективна, так как прилагающие незащищенные берега продолжают отступать. Частичные берегозащитные мероприятия могут даже ускорить размыв прилегающих берегов [8].

При оценке состояния берегов в литодинамической системе должна предусматриваться возможность использования существующей в ней естественной защиты и ее сохранения в ненарушенном состоянии. При этом необходимо учитывать, что надводная и подводная части существующего пляжа являются внешней границей защиты, на которой гасится большая часть волновой энергии, а дюна на песчаных побережьях является внутренней границей защиты от жестоких штормов [10].

1.2.2 Биоинженерная защита берегов водных объектов

Принципы инженерно-экологического подхода к охране окружающей среды должны формироваться на основе таких способов и средств охраны и восстановления окружающей природной среды, которые были бы оптимальны при минимальных затратах природных ресурсов и с наименьшим вмешательством человека в природу. Такая задача может быть решена, в частности, при использовании методов биоинженерной экологии [1].

1) Биологический метод защиты береговых откосов.

В 60 – 70-х гг. прошлого столетия в СССР проводились работы по укреплению берегов прудов, водохранилищ, рек и озер с помощью биологического метода, например работы по укреплению откосов каналов и рек хворостяными выстилками, тюфяками и зелеными насаждениями (рисунок 1) [3].

Так, при строительстве водохранилищ и прудов применяли подобный тип крепления верховых откосов дамб и берегов. Разработана технология приживаемости кустарников, высаживаемых на сухом откосе. Черенки ивовых кустарников высаживают в песчаный грунт, в котором на глубине 40 – 50 см предварительно укладывают хорошо разложившийся торф, тем самым, обеспечивая накопление влаги в корнеобитаемом слое, что дает высокую приживаемость растений (до 100 %). Основные проблемы при использовании подобной технологии связаны с нарушением агротехнических мероприятий при производстве работ: несоблюдением сроков посадки, использованием недоброкачественного посадочного материала, нарушением условий заполнения проектируемого водоема, что приводит либо к недостатку влаги в корнеобитаемом слое, либо к затоплению кустарников и воздействию ветрового волнения на растения [23].

Рисунок 1 – Схема крепления откоса водоема кустарником

Аналогичные опыты проводились также и в Западной Европе, в которых немецкие инженеры особое внимание обращали на размещение растений на откосе относительно уровня воды. В самой низкой зоне, на урезе, они рекомендовали высаживать тростник, над меженным уровнем – осоку и иву, – пойменные кустарники и далее – деревья.

Однако с внедрением в гидротехническую практику берегозащитных сооружений из бетона и габионов такой биологический метод укрепления берега был незаслуженно забыт [27].

2) Биоинженерный метод укрепления береговых откосов.

В основе биоинженерного метода укрепления береговых откосов водоемов лежит способность природных ландшафтов к восстановлению. Так, для укрепления береговой зоны от размыва предлагается выполнять залужение (задернение) откоса и одновременно производить посадку влаголюбивых зеленых насаждений, а в приурезовой зоне – околоводных растений.

Использование подобной технологии имеет следующие преимущества:

-    Способствует закреплению почвы в береговой зоне водоема и препятствует эрозионным размывам;

-    формирует водоохранную полосу в береговой зоне водоема и способствует очистке попадающих с берега загрязненных стоков;

-    приводит к улучшению качества воды в водоеме [23].

Сотрудниками строительной фирмы "ЭсЭйч Инжиниринг" был предложен биоинженерный метод, в котором использовался комплекс биоинженерных элементов (фашина, растения, деревья и кустарники, травосмеси). С помощью этого метода можно достаточно быстро и сравнительно недорого укрепить приурезовую зону водоема, а также стабилизировать гидрогеологический режим в системе берег-водоем, не нарушая его искусственными (каменными) инженерными сооружениями. Метод эстетичен, поскольку позволяет применить принципы ландшафтного дизайна при проведении озеленительных работ.

Основные задачи, которые решает биоинженерный метод:

-    стабилизация приурезовой зоны водоема;

-    сохранение естественного гидрогеологического режима в системе берег-водоем;

-    противоэрозионная защита подводного склона водоема;

-    защита от создаваемой отдыхающими антропогенной нагрузки прибрежной зоны рекреационного водоема;

-    усиление экологической составляющей в результате использования принципов ландшафтного дизайна [17].

Кроме того, биоинженерный метод позволяет существенно снизить негативную нагрузку на водоем и в конечном итоге значительно замедлить процесс его эвтрофикации.

Этот метод был использован для укрепления берега Терлецких прудов в Москве (ВАО, Терлецкий лесопарк). Автор вместе со специалистами фирмы "ЭсЭйч Инжиниринг" предложил биоинженерную конструкцию (рисунок 2) [17].

Рисунок 2 – Биоинженерная конструкция укрепления берега водоема

На рисунке 2 изображены каменная фашина, расположенная на урезе воды и закрепленная кольями, ивовые кустарники, высаженные у фашины, и деревья на откосе.

Крепление берега было выполнено с использованием следующих основных элементов:

-    цилиндрических фашин (наполнитель – камень, щебенка, прутья ивы, оболочка из мешковины или соломенных матов), служащих для стабилизации приурезовой зоны водоема;

-    ивовых кустарников и деревьев, закрепляющих берег водоема;

-    озеленения в виде газона в полосе шириной 5 м от уреза воды, формирующего зеленую подстилку в качестве противоэрозионной защиты и задержки загрязнений, попадающих в водоем с ливневыми стоками [18].

Аналогичная конструкция была применена для крепления берега Крылатских прудов, расположенных на северо-западе Москвы, в Крылатской пойме [17].