Материал: Строительство и недвижимость научный журнал. Мищенко В.Я., Мещерякова О.К
Выпуск 1(4), 2019
УДК 627.514.3
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ВОЗВЕДЕНИЯ ДАМБ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРИБРЕЖНЫХ РАЙОНОВ ОТ НАВОДНЕНИЙ
В. П. Радионенко,5А. С. Санталова6
Радионенко Вячеслав Петрович, Воронежский государственный технический университет, доцент кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, E-mail: u00339@vgasu.vrn.ru
Санталова Анна Сергеевна, Воронежский государственный технический университет,
бакалавр, магистрант гр. М-241, E-mail: zaynechka126@gmail.com
Аннотация: статья посвящена мерам защиты прибрежных территорий и проживающего на них населения от наводнений. Было проведено исследование климатических данных, в ходе которого установлено, что средняя температура на нашей планете ежегодно повышается. Это приводит к массовому таянию ледников, которое провоцирует стремительное повышение уровня мирового океана. В данной статье выполнен аналитический обзор защитных дамб: рассмотрен мировой и отечественный опыт строительства таких конструкций. Результатом изучения информации стала разработка основных решений для наращивания существующего комплекса защитных сооружений, который расположен в Финском заливе, предотвращения наводнения в городе Санкт-Петербург, поддержания необходимого уровня ординара Невской губы и определения количества шлюзов для водного сообщения.
Ключевые слова: дамба, наводнение, защита, глобальное потепление, барьер, уровень мирового океана.
SOME ASPECTS OF DUMB BUILDING TO PROTECT COASTAL AREAS FROM FLOOD
V. P. Radionenko A. S. Santalova
________________________________________________________________________________
Radionenko Vyacheslav Petrovich, Voronezh State Technical University, Associate Professor of the Department of Technology, Construction Management, Expertise and Real Estate ManagementE-mail: u00339@vgasu.vrn.ru
Santalova Anna Sergeevna, Voronezh State Technical University, student gr. M-241 E-mail: zaynechka126@gmail.com
_____________________________________________________________________________
Annotation: the article is devoted to measures to protect coastal areas and their population from floods. A study of climate data was conducted, during which it was established that the average temperature on our planet rises annually. This leads to a massive melting of glaciers, which provokes a rapid rise in global sea level. This article provides an analytical review of protective dams: the world and domestic experience in the construction of such structures is considered. The result of studying the information was the development of basic solutions for building up the existing complex of protective structures, which is located in the Gulf of
© Радионенко В.П.,5 Санталова, А.С., 2019
30
Выпуск 1(4), 2019
Finland, and prevents flooding in the city of St. Petersburg, maintaining the required level of the Neva Bay Ordinary and determining the number of locks for the waterway.
Keywords: dam, flood, protection, global warming, barrier, level of the world’s ocean.
Глобальное потепление – термин, который давно перешел из категории предположения в очевидный факт. К каким последствиям приведет таяние общего количества льда на нашей планете: ледяных покровов Антарктиды, Гренландии и ледников горных хребтов?
Ниже представлены фрагменты интерактивной карты, разработанной национальным географическим обществом National Geographic, которые наглядно отображают прогнозируемые изменения в гидрологической ситуации прибрежных районов. Наиболее опасные зоны затопления РФ представлены на рис. 1.
Рис. 1. Затапливаемые прибрежные территории Азовского, Каспийского и Балтийского морей
Повышение уровня моря за последнее столетие составило около 20 см. Температура при этом возросла до отметки 14,4 ˚С. При сегодняшних темпах сжигания полезных ископаемых и объемах вредных выбросов, к следующему веку средняя температура на нашей планете поднимется ещё на 3-4 градуса. Большинство компетентных источников утверждают, что следствием такого рода изменений станет подъем уровня мирового океана на 20 м, эта цифра катастрофична для большинства государств, и Россия не является исключением. Рассмотрим меры по спасению населения и сохранению культурной столицы нашей страны – Санкт-Петербурга, посредством усиления существующей дамбы Кронштадта.
Перейдем непосредственно к её конструкции. Дамба представляет собой комплекс защитных сооружений (КЗС), которые были возведены для предотвращения наводнений в городе Санкт-Петербург, вызываемых нагонной волной из Финского залива при западном направлении ветра, которая достигала максимальной величины более 4,2 метров. Суммарная длина сооружений КЗС составляет 25,4 км. Дамбы комплекса превышают ординар на 6,4 метра
[1, 2].
По данным [1], в состав КЗС входят 11 защитных дамб (Д-1 – Д-11), 6 водопропускных сооружений (В-1 – В-6), два судопропускных сооружения (С-1 и С-2) и шестиполосная автомагистраль, проходящая по гребню дамб, с мостами, туннелем и транспортными развязками. Сооружения В-1 – В-6 служат для сведения влияния комплекса на гидрологический режим акватории Невской губы и Финского залива к минимуму. Их пролёты оборудованы сегментными затворами массой 280 т каждый.
31
Выпуск 1(4), 2019
Над судопропускным сооружением С-2 проходит автомобильный мост длиной 1080 м вместе с эстакадами [3].
Судопропускное сооружение С-1 представляет собой ворота дамбы для прохода морского транспорта. Подземный шестиполосный автомобильный тоннель имеет длину 1961 м. Он проходит под С-1 с нижней отметкой – минус 28 м. КЗС был полноценно введен в
эксплуатацию12 августа 2011 года [1, 4].
Перейдем к мировой практике. Нидерланды. «Дельта» – проект по созданию защитных конструкций в юго-западной части Нидерландов для защиты земель в дельте реки Рейн от наводнений. Данный проект вместе с проектом «Зёйдерзее» был внесен Американским обществом гражданских инженеров (ASCE) в список Семи чудес света современного мира [5].
Стратегия сооружения заключалась в сокращении длины побережья и превращении рукавов дельты в пресные озёра путем возведения нескольких дамб. Однако, изоляция эстуария от моря была заменена на крупнейшую плотину проекта под названием Остерсхелдекеринг. Её клапаны закрываются только при повышении уровня моря на 3 метра относительно ординара. Конструкции потребуется наращивать в ширину и высоту по причине глобального потепления и сопутствующего ему повышения уровня мирового океана.
Афслёйтдейк – дамба Голландии длиной 30 км. Была построена в 1927-1933 годах с целью отделения залива Зёйдерзе от Северного моря и дальнейшим его опреснением. Ширина Афслёйтдейка – 90 м, высота – 7,3 м над уровнем моря, уклон стен – 25 % [6].
ВВеликобритании ярким примером защитного сооружения является Барьер Темзы – плотина поперёк одноименной реки, расположенная ниже по течению, для защиты столицы королевства, которая предотвращает наводнения, также вызываемые нагонной волной высотой до 7 метров. Длина Барьера из 9 бетонных сооружений и 10 разводных стальных ворот составляет 520 метров. Ворота расположены на грунтовом ложе Темзы в горизонтальном положении. При необходимости они переводятся в вертикальное, образуя таким образом единую стену. Время, затрачиваемое на закрытие всего Барьера, составляет 1,5 часа.
Плотина, в период с 1983 по октябрь 2011 года, была задействована 119 раз во время приливов, которые распространены в сезон наводнений – с сентября по апрель.
ВРоссии в рамках целевой программы «Развитие водохозяйственного комплекса в 2012-2020 годах» сейчас возводится защитная дамба с придамбовым дренажем для защиты района в г.Дубна Московской области. Окончание строительства назначено на конец 2020 г. Общая протяженность конструкции – 7905 м. Максимальные высота и ширина 5 и 40 метров соответственно. Для циркуляции и откачки воды дамба будет оборудована двумя насосными станциями с максимальной производительностью – 2100 м3/ч и 400 м3/ч [7].
Завершает обзор MOSE в Венеции – конструкция, состоящая из трансформируемых шлюзов, защищающая город и прилегающую местность от приливной волны высотой до 3 метров. Проект MOSE также разработан с учетом прогнозируемого повышения уровня морового океана в силу вышеуказанных причин. 78 мобильных шлюзов представляют собой барьеры, предотвращающие поступление излишней воды во время шторма или высокой приливной волны в Венецианскую лагуну.
Врезультате подробного изучения существующего КЗС в Кронштадте и аналитического обзора строительства защитных сооружений в мире можно сделать вывод, что для предотвращения затопления Санкт-Петербурга и прилегающих территорий в результате катастрофического повышения уровня мирового океана, требуется наращивание существующей дамбы до отметки +20 метров выше многолетнего уровня Невской губы. Представляется оптимальным выбор насыпного типа конструкции. Очевидно, что для поддержания существующего водного режима с внутренней стороны защитного сооружения, потребуется значительное количество насосов большой производительности [8]. В конструкции дамбы необходимо будет предусмотреть не менее двух шлюзов для водного сообщения. Предлагаемая конструкция представлена разрезом на рис. 2 (размеры в метрах).
32
Выпуск 1(4), 2019
Рис. 2. Сравнительная схема КЗС сейчас и после наращивания 1 – существующий КЗС; 2 – будущий КЗС; 3 – насосная станция; 4 – противофильтрационное покрытие; 5 – защитное покрытие
Кроме вышеперечисленного, понадобится устройство антифильтрационного слоя со стороны Финского залива и защитного покрытия для него.
Список литературы
1.Федеральный сайт агентства по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству, Комплекс защитных сооружений г. Санкт Петербурга от наводнений. [Электронный ресурс]: Режим доступа: URL: http://www.gosstroy.gov.ru/docum_24.htm (16.02.2019).
2.Защита Петербурга от Наводнений [Изоматериал] : нагляд. пособие для образоват. учреждений по предмету «Культура Башкортостана» : [комплект репрод. / авт.-сост. Щекачихин В. И., Полозов А. В. ].– 2014. – 4 альбом.— 172 с.
3.«Дороги России XXI века» [Текст] : печат. орган минист. транспорта РФ / ФГБУ «Информавтодор» – № 4. - 2005 .- С. 30 .
4.Бондарев, Л.Г. Суша, отвоеванная у моря / Л.Г. Бондарев, В.И. Художник Харламов. — М.: Мысль, 1979. — С. 88 .
5.Официальный сайт проекта «Дельта». [Электронный ресурс]: Режим доступа:
URL: http://www.deltawerken.com/(23.03.2019).
6.Официальный сайт Андейка. [Электронный ресурс]: Режим доступа: URL: https://ontdekderuimte.leraar.nl/ (15.03.2019).
7.Строительство защитной дамбы с придамбовым дренажем для защиты района Российского центра программирования в г.Дубне Московской области. [Электронный ресурс]:
Режим доступа: URL: http://www.m-obvu.ru/activity/zone/Dubna.php(28.02.2019)
8.Нежиховский, Р. А. Река Нева и Невская губа / Рец.: С.С. Агалаков, А.В. Смирнова. — Л.: Гидрометеоиздат. - 1981. — С. 16 – 112.
Listof references
1.Nezhikhovsky R.A. The Neva River and the Neva Bay [Text] / Retz .: S.S. Agalakov, A.V. Smirnova. - L .: Hydrometeoizdat, 1981. - 16 p. – 112 p.
2.Federal website of the Agency for Construction and Housing and Communal Services, Complex of St. Petersburg flood protection systems. [Electronic resource] - Access mode - URL: http://www.gosstroy.gov.ru/docum_24.htm (16.02.2019).
3.Bondarev L. G. Land, recaptured from the sea [Text] / Bondarev L. G. Artist V.I. Kharlamov. - M .: Thought, 1979. - 88 p. - 60 000 copies.
4.Protection of Petersburg from Floods [Pictorial]: visual. manual for educat. institutions on the subject of "Culture of Bashkortostan": [set reprod. / author-status Schekachikhin V.I., Polozov A.V.] .– 2014. - 4th album. –—82 p. - 172 p. - 500 copies.
5.The Roads of Russia of the XXI Century” [Text]: typing. ministerial body. of the transport of the Russian Federation / FSBI "Informavtodor" - № 4, 2005p.thirty
33
Выпуск 1(4), 2019
6.The official site of the project "Delta". [Electronic resource] - Access Mode - URL: http://www.deltawerken.com/(23.03.2019).
7.Official site Andeika. [Electronic resource] - Access Mode - URL: https://ontdekderuimte.leraar.nl/ (03.15.2019).
8.Construction of a protective dam with predambic drainage to protect the area of the Russian Programming Center in the city of Dubna, Moscow Region [Electronic resource] - Access mode - URL: http://www.m-obvu.ru/activity/zone/Dubna.php (28.02.2019).
34