Розробка рекомендацій щодо укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем

Для зміцнення берегів поверхневих водних об'єктів і узбережжя морів штучні рифи встановлюються у водному середовищі уздовж берегової лінії на деякій відстані від берега. Віддалення штучних рифів від берега розраховується таким чином, щоб морська хвиля розбивалася за штучним рифом ближче до берега.

Як елементи штучних рифів можуть використовуватися рифи конструкції «Reef Ball», рифи у вигляді масивних блоків з прохідними отворами («Швейцарський сир»), а також рифи у виді порожнього катка з прохідними отворами. Для зміцнення берегів невеликих поверхневих водойм доцільно використовувати штучні рифи у виді накидання з бетонних масивів. При використанні для зміцнення берегів начерки верхня границя встановлюється на відмітці верхньої межі дії хвиль, а нижня визначається нижньою межею дії хвиль, що розмивають берег, при найнижчому обрії хвилі за останній період.

При розрахунку характерних розмірів елементів штучних рифів у першу чергу визначається вихідна висота хвилі Н ₀, що відповідає штормовим умовам даної акваторії [43, 44]. Потім розраховується необхідний коефіцієнт гасіння хвилі для забезпечення не руйнування берегової лінії. Для піщаних пляжів висоту хвилі Н _б=0, 25-0, 30 м можна приймати безпечною. У цьому випадку необхідний коефіцієнт гасіння хвилі визначається відповідально до співвідношення Н _б/ Н ₀.

При використанні штучних рифів з елементами «Reef Ball» рекомендується встановлювати не менш 5-6 рядів уздовж берегової лінії, що зміцнюється.

Якщо розрахунковий коефіцієнт ослаблення хвилі після першої лінії штучних рифів виявляється недостатнім для необхідного ослаблення хвилі, то ближче до берега встановлюється наступна лінія рифів.

З метою акумуляції піщаних відкладень уздовж берегової лінії, що зміцнюється, на крайніх ділянках розташовуються ряди рифів під кутом до берегової лінії.

При зміцненні берегів за допомогою штучних рифів у вигляді блоків «Швейцарський сир» рекомендується встановлювати їх на глибині d =1, 6 Н ₀, при цьому висота води над гребенем рифа, що забезпечує розбиття води за хвилеломом, складає від 0, 5 Н ₀ до 1, 1 Н ₀, а коефіцієнт гасіння хвилі відповідно 0, 35 і 0, 60.

При зміцненні берегів за допомогою штучних рифів у вигляді блоків «Reef Ball» рекомендується встановлювати їх на глибині d > 1, 3 Н ₀.

При встановленні штучних рифів на похилій поверхні дна рекомендується попередньо створити пальову підставу, або створити спеціальне «ліжко» з кам'яної начерки, або створити армовану підставу у вигляді «циновки» (штучний риф «RBAM»).

Масивні штучні рифи типу «Швейцарський сир» можливо встановлювати на дні за допомогою плавучих кранів. Невеликі за розміром штучні рифи «Reef Ball» можливо встановлювати шляхом спускання до моря з катеру, або шляхом доставки маленького за розмірами рифу до місця установки аквалангістом.

Вартість одиниці штучних рифів типу «Reef Ball» у фірмі виробника складає приблизно від $200 до 450 для моделей „Паллет Бол” та „Голіаф Бол”. Вартість берегоукріплення при встановленні штучних рифів на довжині 1 км складає приблизно 2, 6 – 6 млн. грн. (при 3-х рядах штучних рифів, загальної кількості одиниць рифів – 1500 шт. [45].

Вартість берегоукріплення при використанні хвилевідбійних стінок та бун складає приблизно20 млн. грн. та більше за 1 км узбережжя. Таким чином, використання штучних рифів для берегоукріплення буде приблизно у 4-8 разів дешевше в порівнянні зі традиційними засобами берегоукріплення. Крім того, штучні рифи не потребують експлуатаційних витрат, що зробить берегоукріплення за допомогою штучних рифів більш дешевим.