Защита территорий от волн цунами

4.3. Защита территорий от волн цунами

4.3.1. Общие мероприятия по защите от цунами

Применяющиеся организационные и инженерные ме­роприятия по защите территорий от волн цунами направлены на умень­шение разрушительных последствий  и на исключение человеческих жертв. В настоящее время защита территорий от волн цу­нами в соответствии  с отечественным и зарубежным опытом включает значительный комплекс разнообраз­ных мероприятий:

обеспечение и совершенствование   работы службы предупреждения о цунами;

цунамирайонирование   побережий  в соответствии с конкретными условиями (положение, рельеф дна, под­ход волн и т.п.);

размещение городов, поселков, портов, отдельных зда­ний и сооружений на относительно защищенных участ­ках побережий с целью исключения или существенного снижения разрушающего воздействия волн;

планировка городов и поселков с учетом возможного воздействия цунами;

строительство волнозащитных   гидротехнических со­оружений — морских (береговых) стен, молов, волно­ломов, дамб, берегоукреплений и т. п.;

применение цунамистойких конструкций береговых и гидротехнических сооружений;

Рекомендуемые материалы

лесопосадки на берегах вдоль линии уреза воды;

обеспечение в портах быстрого прекращения и восста­новления работ, перемещения и закрепления машин и оборудования, ухода судов в море и т. п.;

строительство запасных дорог и различных устройств для обеспечения быстрой эвакуации людей и материаль­ных ценностей.

Рассмотрим особенности основных мероприятий.

Цунамирайонирование побережий

Для каждого участка побережья ус­танавливают меру возможной опасности воздействия цунами, в том числе максимально возможную высоту волн, размеры зон затопления. По данным цунамирайонирования выбирают наиболее безопасные участки по­бережий с целью их хозяйственного освоения (размеще­ния городов, поселков, портов, промышленных предпри­ятий и т.п.). Разрушительное действие цунами на по­бережье существенно зависит от подводного н надвод­ного рельефов в приурезовой зоне, конфигурации бере­говой линии в плане  и ее ориентации к направлению движения волн, расстояния до очагов и др. Различные местные условия на двух соседних участках берега мо­гут сильно изменять высоту подъема уровня воды (в 2—3 раза), размеры зон затопления. Обычно рекомендует­ся выделять 3 типа участков побережий: неблагоприят­ные, подверженные разрушающему действию волн; бла­гоприятные, практически незатопляемые; со средними условиями.

Неблагоприятны побережья низменные с равнинными берегами, песчаными отмелями и косами, открытыми за­ливами, устьями и долинами рек и т. п. Здесь даже при относительно небольших волнах затопляются большие площади. Наибольшая высота волн может достигать 10—12 м, а по долинам рек — значительно больше. На таких побережьях, как правило, нет безопасных возвышенных участков для строительства зданий и сооружений. На низменных побережьях дельты рек часто имеют разви­тую сеть рукавов и наносных островов. В связи с отло­жением наносов дельты рек постепенно выдвигаются в море. Такого рода дельты подвержены воздействиям волн цунами и неблагоприятны для размещения портов.

Благоприятны побережья с высокими берегами и кру­тыми откосами, закрытые бухты (заливы) с узки­ми входами. У таких побережий обычно большая глубина и отсутствуют пляжи.

Побережья со средними условиями характеризуются наличием береговых склонов средней крутизны, систе­мы террас. В отдельных местах возможно значительное проникновение волн цунами на берега. Приурезовая зо­на берега опасна для размещения зданий и сооружений. Береговое строительство рекомендуется на возвышенных местах (высотой более 10—15 м). К побережьям со сред­ними условиями относятся также фиорды с высокими и сравнительно крутыми берегами.

Приведем некоторые замечания в отношении  бухт (заливов). В бухте происходит преобразование волны цунами в зави­симости от ее формы и размеров в плане и соотношения ширины входа с поперечными размерами. При клинооб­разной (V-образной) форме бухты с широким входом и уменьшающейся к вершине глубиной высота волн по мере движения к вершине бухты увеличивается (боль­шая энергия волнового движения на входе в бухту передается по мере движения волн к ее вершине меньшим объемам водных масс). Наибольший подъем уровня во­ды наблюдается в вершинах таких бухт и далее по до­линам рек, впадающих в вершины. Увеличение высоты волн возможно и в длинных суживающихся от океана проли­вах.

В широких закрытых бухтах с узкими входами высо­та волн по мере их распространения  в глубь бухты уменьшается (энергия входящих через узкий вход волн передается большим объемам водных масс внутри бух­ты).

Существенное влияние на высоту волн в бухтах и про­ливах оказывает ориентация входа в них по отношению к направлению луча волн цунами. Чем больший пово­рот в плане должна претерпевать волна на входе, тем меньше ее высота на огражденной акватории.

Выступающие в море возвышенные участки берегов (мысы) защищают в определенной мере прилегающие к их теневой стороне районы побережий от цунами при некоторых секторах направления  лучей волн. Однако сами мысы подвергаются   интенсивному разрушению.

Инженерные мероприятия, направленные на повыше­ние цунамистойкости сооружений

Служба предупреж­дения о цунами предотвращает или сводит до минимума человеческие жертвы, а также в определенной мере спо­собствует сохранности материальных ценностей. Однако основные недвижимые ценности   (города  и поселки, порты, заводы и т. п.) подвергаются разрушительному действию волн. Цунамирайонирование позволяет распо­лагать строительные комплексы на участках побережий, полностью или частично защищенных  от воздействия цунами.

Для строительства портов в цунамиопасных районах побережий более предпочтительны широкие, защищенные от океана бухты с узкими  входами. Гидротехнические сооружения здесь можно строить с учетом возможных высот волн цунами, зон затопления и т. д. Неприемлемы для портового строительства клиновидные бухты с ши­рокими от моря входами, устья рек, длинные сужива­ющиеся от моря проливы.

Наибольшему воздействию подвергаются стороны су­ши, обращенные к лучам направления движения волн от очага землетрясения. Гидротехнические и береговые сооружения следует располагать на теневых сторонах островов, полуостровов, мысов и т. п., значительно мень­ше подверженных действию волн, особенно при изрезан­ной береговой линии.

Береговые сооружения по техноло­гическим причинам следует возводить близко к линии уреза воды, а портовые гидротехнические сооружения вообще располагать только на водных площадях. В связи с этим важное значение приобретают инженерные мероприятия, направленные на обеспечение живучести сооружений и их защиту от волн.

Морские гидротехнические сооружения в цунамиопас­ных районах подвержены разрушающему действию цу­нами. Обычно вначале волны вступают в силовое вза­имодействие с волнозащитными сооружениями. В неко­торых странах (в первую очередь в Японии) строят раз­нообразные волнозащитные сооружения от цунами: бе­реговые (морские) стены и дамбы, молы и волноломы. Волнозащитные сооружения гасят энергию волн и защи­щают от них акватории и береговую территорию.

Современные молы и волноломы   рассчитывают на действие ветровых волн (стоячих, прибойных, разбитых) высотой до 8—10 м и более. По сравнению с ветровыми волны цунами имеют некоторые особенности: относятся к длинным волнам; могут иметь большую высоту у берегов; по выходе на берег поток становится поступатель­ным и т. д. Можно считать, что существующие и строя­щиеся оградительные сооружения могут в основном про­тивостоять волнам цунами высотой, несколько мень­шей высоты ветровых волн, на которые эти сооружения запроектированы.

Нередко при большой высоте волн цунами устраивают комплексную цунамизащиту: применяют од­новременно оградительные сооружения и береговые сте­ны. В таких случаях оградительные сооружения гасят энергию волн лишь частично, а окончательное гашение производят береговые стены. Следует иметь в виду, что строительство оградительных сооружений для гашения волн цунами большой высоты (>12—15м) связано со значительными материальными затратами. В перспек­тиве с расширением технических и экономических воз­можностей можно будет   возводить   волнозащитные комплексы для противодействия даже катастрофичес­ким цунами.

Причальные сооружения строят, как правило, в срав­нительно защищенных от ветрового волнения местах ак­ваторий. Так как сооружения в конструктивном отноше­нии обычно не рассчитаны на восприятие волновых на­грузок, то повреждения и разрушения их во время цуна­ми повсеместны. По характеру взаимодействия с волна­ми следует рассматривать раздельно сооружения распорные типа набережных-стенок и безраспорные сквоз­ного типа.

Распорные сооружения располагают вдоль линии уреза воды, на всей длине они сопряжены с берегом. В кон­структивном отношении это могут быть набережные-стен­ки в виде заанкеренных больверков, стен из массивовой кладки и из массивов-гигантов, свайные набережные со шпунтовыми стенками. Набережные-стенки по конструк­ции являются как бы сплошной частью берега и в мень­шей мере терпят разрушения от волн, чем другие виды причальных сооружений. Однако во время цунами распорные сооружения могут испытывать увеличенное бо­ковое давление засыпки, насыщенной водой; возможно значительное понижение уровня воды и даже осушение дна. В таких случаях на стенки сооружения действует дополнительное статическое давление воды, которое, по существу, удваивает обычное расчетное боковое давле­ние на стенки. На такое дополнительное боковое давле­ние причальные сооружения не рассчитаны, что следует иметь в виду при проектировании.

Безраспорные причальные сооружения сквозного типа в большинстве случаев бывают свайными, на колоннах или на отдельных опорах других конструкций. Верхнее строение возвышается над статическим уровнем воды. Характерными разрушениями сооружений являются де­формация и срыв верхних строений. Так как сваи, ко­лонны или отдельные опоры хорошо обтекаемы, то си­ловое воздействие волнового потока на них небольшое и в большинстве случаев они остаются на месте. Повре­ждения голов свай и колонн обусловливается срывом и сносом верхних строений.

Возникает вопрос о целесообразности строительства в цунамиопасных районах сквозных легких причальных сооружений с учетом возможного разрушения их верх­них строений и последующего восстановления или даже строительства заново. Для решения этого вопроса тре­буются исследования конструктивной и экономической сторон. В подобных сооружениях со стальными трубча­тыми сваями можно головы свай объединять рамным каркасом, по которому устраивать легкий настил. При воздействии волн настил будет сброшен, а оставшаяся обтекаемая конструкция получит больше шансов усто­ять. В дальнейшем потребуется восстановление в основ­ном проезжей части (настила).

Гидротехнические островные сооружения, возводимые на банках и шельфах с целью добычи нефти или газа, часто имеют сквозную конструкцию. Низ значительного по размерам и массе верхнего строения возвышается с некоторым запасом над вершинами самых высоких вет­ровых волн. Опорами верхнего строения чаще всего слу­жат обтекаемые вертикальные элементы. Так как в оке­ане высота волн цунами небольшая (значительно мень­ше высоты ветровых волн), то специального усовершен­ствования конструкций островных сооружений не тре­буется.

Береговые здания и сооружения различного назначе­ния, входящие в портовые комплексы, при цунами подвергаются большим разрушениям и повреждениям; ино­гда уничтожаются полностью. Запроектиро­ванные и построенные по всем правилам сейсмостойко­сти береговые здания переносят землетрясения, но не выдерживают силового воздействия водного потока, дви­жущегося с большой скоростью.

Их не проектируют на противодействие водному по­току, даже не учитывают статическое взвешивание во­дой в условиях спокойного затопления, поэтому они раз­рушаются. Естественно, новое  строительство в местах затопления размещать не следует. Речь может идти об оценке цунамистойкости зданий в условиях плавного за­топления суши при малой скорости   водного потока.

Разрушающая способность водного потока на берегу огромна как при движении в сторону суши, так и при скатывании обратно в океан. Водяной вал оказывает на сооружения горизонтальные гидродинамическое и гид­ростатическое давления. Одно только размывающее дей­ствие потока может принести   значительные убытки. Существенно способствует разрушению взвешивающее воздействие воды, когда, кроме значительного статичес­кого (архимедового) взвешивания, действует еще и гид­родинамическое.

Здания железобетонные и со стальным каркасом луч­ше зданий других типов переносят затопление и полу­чают значительно меньше повреждений. Большое вни­мание должно уделяться конструкции затапливаемой ча­сти строений. Достаточно цунамистойкими являются зда­ния, возвышающиеся над поверхностью грунта на вы­соких свайных (или из колонн) основаниях. Тогда вод­ный поток частично или полностью проходит под здани­ем, не создавая значительного напора на него.

Деревянные здания наименее стойки к цунами вслед­ствие, в основном, избыточной плавучести дерева. При одном только статическом взвешивании возможно всплывание деревянных срубов или каркасов. По японскому опыту, деревянные одноэтажные не закрепленные специально на фундаментах дома при глубине затоп­ления 1,3 м всплывают, а при глубине 1,5—2 м - разрушаются. Водный поток обычно полностью уносит об­ломки деревянных домов, иногда срывает с фундамен­тов целые каркасы домов и переносит их на большие расстояния. Для усиления цунамистойкости необходимо, чтобы остов (сруб, каркас) деревянного здания пред­ставлял собой единую прочную конструкцию и был скре­плен с фундаментом. Последний желательно делать вы­соким для подъема деревянной части дома над уровнем предполагаемого затопления.

Очевидно, что жилые дома в цунамиопасных районах следует строить на площадях, не подвергающихся дейст­вию волн цунами. Однако технологические нужды нередко требуют строительства производственных и жи­лых зданий в таких местах, где воздействие цунами не исключено. Многие города и поселки расположены в цу­намиопасных зонах. Постепенную перестройку старых зданий, а также планировку новой застройки следует вести с учетом возможного воздействия цунами.

По проектам жилищное строительство отводится в глубь территории, а при­брежные цунамиопасные площади могут отводится под зоны отдыха (парки), под временные здания и сооружения для размещения небольших производств, автотранспорта и другой техники. Считается, что объекты па прибрежных площадях должны служить также своего рода прегра­дами, снижающими эффект воздействия волн на рас­положенные далее на берегу жилые массивы. Целесооб­разно железобетонные и металлические здания распола­гать перед деревянными со стороны моря (с целью за­щиты последних) длинной стороной вдоль направления движения водного потока: тогда силовое лобовое воз­действие потока будет определяться меньшей по площа­ди торцевой частью здания.

Наряду с рассмотренными выше для защиты от цунами могут применяться и другие мероприятия. Леса на участках побережий при интенсивных цунами могут быть уничтожены цели­ком. При этом образуются завалы из сломанных и выр­ванных с корнями деревьев. Волны могут ломать у основания деревья со стволами диаметром более 30 см. Дрейфую­щие в водных потоках стволы деревьев производят та­ранящее действие на сооружения, усиливая разрушения.

Несмотря на то, что лесонасаждения подвергаются ме­ханическому и химическому воздействиям и часто зани­мают ценные площади у уреза воды, нередко практикуются лесные и кустарниковые посадки и по­севы трав на подверженных цунами берегах. Противоцунамные лесонасаждения в виде полосы вдоль ли­нии уреза воды имеют следующие назначения:

частич­ное рассеивание энергии волн, а следовательно, смягче­ние их разрушающего действия;

уменьшение ширины полосы затопления и скорости водных потоков;

задерж­ка плавающих предметов (бревен, малых судов, облом­ков сооружений), которые таранящими ударами интен­сифицируют разрушения;

защита деятельного слоя грун­та от размывов (лучше противостоят потокам воды кус­тарниковые насаждения и травяной покров с глубоки­ми корнями);

снижение солевого загрязнения полей.

Лесонасаждения более эффективны при небольших высотах волн и ма­лых скоростях водного потока на берегу, то есть когда са­ми лесопосадки не разрушаются. Считается также, что совместное применение лесонасаждений и защитных мор­ских стен является реальным эффективным мероприяти­ем для защиты от цунами.

При угрозе цунами судам, стоящим у причалов или на рейде, в портах и бухтах, а также находящимся в прибрежной зоне, рекомендуется немедленно уходить в открытое море за 50-метровую изобату перпендикуляр­но линии уреза воды или фронтам волн, если последние появились. При зафиксированном в прибрежной зоне моретрясении суда также должны уходить в море, так как один и тот же сейсмический источник может по­рождать одновременно моретрясение и цунами.

Суда, находящиеся в прибрежной зоне, портах, бух­тах и т. п., вследствие отступления воды (до воздейст­вия первой волны), могут ударяться о дно и рифы, по­лучая значительные повреждения. Недопустима во вре­мя цунами стоянка судов у причалов во избежание их разрушения: суда могут срываться со швартовов, сталки­ваться между собой и с причалами,  срывать верхние строения причалов, могут быть выброшены на берег.

Причинами пожаров при землетрясениях и цунами яв­ляются: замыкание в электрических сетях и устройствах; повреждение систем отопления (котельных установок, печей, нагревательных приборов), нарушение нормальной работы тепловых установок, двигателей и т. п. Силь­ные пожары со взрывами возможны при наличии на тер­ритории порта складов жидкого топлива. Иногда горя­щие нефтепродукты стекают на акваторию, где также продолжается горение.

Среди противопожарных мероприятий, применяемых в сейсмических и цунамиопасных районах, можно отме­тить следующие:

размещение складов жидкого, газообразного и твер­дого топлива, нефтеперерабатывающих предприятий вне грузовых районов порта и городской застройки;

строительство отдельных топливных гаваней, выдача жидкого топлива судам на рейде с помощью подводных трубопроводов к рейдовым причалам или раздаточным колонкам;

неплотная застройка площади зданиями (использова­ние промежутков между ними для размещения парковых зон, бульваров, дорог и подъездов к зданиям);

устройство пожарных систем водоснабжения, специ­альных бассейнов для воды и т. п.

В общей системе противоцунамных   мероприятий большое значение имеет подготовка населения прибреж­ных районов к действию по тревоге.  Жители должны знать природу цунами, характер воздействия волн на бе­рега, естественные признаки цунами и свои действия за­щитного характера при угрозе воздействия волн.

4.3.2. Берегозащитные морские инженерные сооружения

Важным мероприятием, направленным на уменьше­ние разрушений от цунами, является   строительство специальных берегозащитных инженерных сооружений типа стен, валов, дамб, располагаемых вдоль береговой линии и значительно возвышающихся над территорией берега. Такие инженерные сооружения защищают не только берега от раз­рушений (то есть являются берегоукрепительными), но и располагаемые на берегах постройки, так как ограничи­вают проникновение водных потоков.

В зарубежной литературе по отношению  к такого рода цунамизащитным сооружениям часто употреб­ляется термин «морские стены» (sea wall), имея в ви­ду то, что такие инженерные сооружения защищают берега от воз­действия моря. Употребителен и термин «береговые стены, валы» и т. п., передающий назначение сооруже­ния для защиты берегов (подобно принятому у нас термину «берегоукрепительные сооружения» — для за­щиты берегов от обычного ветрового волнения). Часто береговые стены возводят на берегу на удалении от линии уреза воды, хотя они и предназначены для за­щиты от волн. Исходя из сказанного, возможно упо­требление любого термина; возможно, лучше — берегозащитные морские стены.

Простейшим видом берегозащитных морских стен яв­ляется земляной вал, располагаемый непосредственно у уреза воды или на берегу на некотором удалении от береговой линии. По морскому откосу вала обычно уст­раивают каменное мощение, а на береговом откосе са­жают деревья. По верхней части вала нередко прокла­дывают железнодорожный или автодорожный путь, так что вал является одновременно и дорожной насыпью. Очевидно, что сопротивляемость земляного вала дейст­вию цунами определяется в первую очередь размерами его поперечного сечения, то есть шириной основания (ба­зой), высотой, крутизной откосов.  Важное значение имеет защита откосов от размывов.

Практический    интерес представляют мероприятия по защите от цунами японского города Иосихама. Здесь после разруши­тельного цунами 15 июня 1896 г. был возведен земля­ной вал длиной 420 м. В по­перечном сечении земляной вал представлял собой тра­пецию с базой 9,8 м, шири­ной поверху 2,72, высотой 1,8—5,5 м. Морской откос с уклоном 1:3 был вымощен слоем камня, на береговом откосе были посажены де­ревья. Схемы берегозащитных морских стен в Иосихама приведены на рис.4.9.

Рис. 8.9. Берегозащитные морские стены в Иосихама:

а - ступенчатые, б – наклонные гладкие.

Известно, что вдоль берега моря, реки делаются лесо­насаждения и возведится цунамизащитная стена (см. рис. 4.9, а), ядром которой является земляной вал. С морской стороны стены сделаны бе­тонная или слабоармированная железобетонная обли­цовка и каменная призма, на верхней поверхности — двойное каменное мощение, а тыловой откос укреплен только внизу слоем бетона и камня. По другому варианту (см. рис.4.9, б) морская грань цунамизащитной стены облицована бетоном или слабоармированным железобетоном, а верховая и ты­ловая грани имеют двойное каменное мощение. В упорные конструкции, поддерживающие облицовку мор­ского и тылового откосов, входят по одной стенке из железобетонных свай длиной по 2 м. Кроме того, упор морского откоса включает стальные сваи длиной по 4 м. В устьевой части реки запроектирован затвор, ко­торый должен перекрывать живое сечение при угрозе воздействия цунами. Для срабатывания затвора при местных цунами с малым промежутком времени про­бега волн от источника требуется оперативная работа службы предупреждения о цунами, а конструкция за­твора должна обеспечивать его быстрое закрытие в слу­чае необходимости.

Некоторые варианты конструкций цунамизащитных стен-валов приведены на рис. 4.10.

Рис. 4.10. Берегозащитные морские стены с бетонной или слабоармированной железобетонной облицовкой морских граней и каменным мощением на тыловых поверхностях

Стена, устроенная по схеме а, представляет собой даль­нейшее усовершенствование конструкции рассмотрен­ной ранее стены (см. рис. 4.10, а). Здесь полностью защище­ны все наружные поверхности, по-другому решены упорные  конструкции, поддерживающие облицовки морской и тыловой поверхностей, видоизменена камен­ная призма. Особенностью стены, устроенной по схе­ме б (см. рис. 4.10 б), является применение для обделки морской стороны отдельных бетонных или слабоармиро­ванных блоков-плит.

Для цунамизащиты берегов возможно также строи­тельство двух конструктивно не связанных между со­бой стен, схема которых показана на рис. 4.11. 

Рис.4.11. Две раздельные берегозащитные морские стены

Нижняя стена из каменной кладки с бетонным верхом представляет собой подпорную кон­струкцию, возвышающуюся только до отметки террито­рии. Далее на некотором удалении от линии уреза во­ды возвышается над поверхностью территории другая стена из монолитного бетона, которая, с одной сторо­ны, препятствует движению водяного вала на берег, а с другой — задерживает влекомые обратным потоком с берега обломки от разрушенных зданий.

Нередко в конструкции цунамизащитной стены  в качестве основного элемента используются массивы-гиганты, покоящиеся на каменной постели и имеющие развитую в высоту слабоармированную бе­тонную надстройку. Пример такого технического решения приведен на рис. 4.12.

Рис. 4.12. Берегозащитная морская стена с использованием  массивов-гигантов

Слабые грунты в основании в этом случае замененяются на песчаную подушку. С морской стороны у массивов-гигантов устраивается каменная призма, откос ко­торой защищен наброской фасонных блоков массой по 25 т. Далее на значительной ширине откоса выполняется защита дна от размыва. Таким образом, волны взаи­модействуют как бы с оградительным сооружением от­косного профиля из наброски камня и фигурных мас­сивов. При взаимодействии с откосом из фасонных бло­ков гасится волновая энергия, вследствие чего умень­шается высота наката волн на откос, а следовательно, и высота цунамизащитной стены в целом. Поврежден­ные откосы из наброски блоков и камня легко восста­навливать путем их доброски.

Считается, что применение берегозащитных морских стен вертикального типа не всегда рационально по экономическим соображениям, так как для пол­ного исключения затопляемости берега необходимы стены большой высоты. Особенно нерационально стро­ительство стен вертикального типа при значительной глубине у линии уреза воды. Высота стен в таких слу­чаях должна быть не менее двойной высоты волн (ис­ходя из возможности образования стоячих волн), соответственно этому поперечные сечения стен существен­но увеличиваются.

Рекомендуется с морской стороны берегозащитных сооружений устраивать каменную призму с покрыти­ем внешнего откоса фасонными блоками для гашения волновой энергии потока. Такие со­оружения показали свою достаточную эффективность по защите берегов  от волн при цунами, тайфунах, штормах. В зависимости от параметров приходящих волн, глубин на подходах к берегу и у откоса берегозащитного сооружения, вол­ны могут разрушаться на некотором расстоянии от от­коса наброски, в створе начального участка у основа­ния наброски или, наконец, на откосе.

Схема берегозащитной стены с использованием каменной призмы показана на рис. 4.13.

Лекция "3 Двумерное отсечение" также может быть Вам полезна.

Рис. 4.13. Берегозащитные стены с использованием каменной призмы

Такие берегозащитные стены возводятся обычно с целью защиты рас­положенных на берегу объектов от наводнений, в пер­вую очередь от ураганов. Ос­новным конструктивным элементом сооружения, пока­занного на рис. 4.13, а, является небольшой по высоте массив-гигант, заполненный песком и имеющий тяже­лую надстройку. В сооружении, представленном на рис. 4.13, б, роль основных конструктивных элементов выполняют бетонируемые на месте бетонные и желе­зобетонные большеразмерные блоки. Впереди устрое­ны откосные части сооружений в виде каменных на­бросок, покрытых двумя слоями тетраподов массой по 12,5 т. Между парапетами сооружения и расположен­ными в глубине берега подпорными стенами находятся водоотводные зоны (каналы) шириной 20 м. С тыльной стороны подпорных стен используемая территория бе­рега поднята до отметки +5,0 м. Как показали опыт­ные исследования на моделях этих сооружений, волны высотой 5 м и периодом 9 с разрушаются на откосах, а волны с большими высотой и периодом — в створах ближе к основанию откосов.

Волногасящая способность цунамизащитных соору­жений зависит от их высоты, которая, в свою очередь, обусловлена наибольшей возможной высотой волн цу­нами в пунктах побережья. Практически весьма услов­но или невозможно прогнозирование высоты волн в многочисленных местах побережья. Естественно, стро­ительство сооружений большой высоты, при которых полностью исключается проникновение водных потоков на берег, связано со значительными экономическими затратами. Обычно сооружения проектируют такой вы­соты, чтобы обеспечивалась полная защита берега при некоторой «умеренной» высоте волн. В исключитель­ных же случаях цунамизащитные сооружения только ограничивают проникновение водных потоков на берег, а при разрушительных цунами они сами могут быть разрушены и повреждены, однако все же ослабляют энергию потока, снижая его разрушительную способ­ность на берегу. Це­лесообразно строить берегозащитные морские стены высотой до 10 м; превышение этой высоты нерацио­нально с экономической и технической точек зрения.

Цунамизащитные сооружения должны быть устой­чивыми и прочными, хорошо сопротивляться статическому и динамическому действиям водных потоков, в том числе при переливах через верх сооружений. Поэтому морская, тыловая и верхняя поверхности со­оружений должны иметь прочные неразмываемые по­крытия.

Земляной вал может быть эффективным только при значительных размерах его поперечного сечения. Не­обходимо укрепление как морского, так и берегового откосов, применение не менее двух слоев каменного мощения откосов, а также каменных набросок с по­крытием откосов массивами, в том числе фасонными (тетраподами, трибарами и т. п.).

Стены из монолитного бетона и каменной кладки яв­ляются эффективными берегозащитными сооружения­ми,  устойчивыми при достаточно развитых попереч­ных сечениях. Разрушения и повреждения массивных стенок (опрокидывание, сдвиг, трещины, осадка) ча­сто обусловливаются размывами грунта в основании и за стенками.