Влияние литодинамики береговой зоны на безопасность эксплуатации железнодорожного полотна на участке Туапсе–Адлер Северо-Кавказской железной дороги

В настоящей работе рассмотрена проблема защиты от размыва волнами железнодорожного полотна на участке Туапсе–Адлер Северо-Кавказской железной дороги (побережье Черного моря). Целью данной работы является оценка влияния литодинамики береговой зоны на безопасность эксплуатации железнодорожного полотна на данном участке. Описываются литодинамические процессы в береговой зоне моря. На примере конкретного участка берега (1907–1910 км) показано влияние строительства берегозащитных сооружений на литодинамику в целом, и на смежные участки. Представлен ретроспективный анализ поэтапного строительства наносоудерживающих сооружений, морских бун, без полноценной отсыпки пляжеобразующего материала в межбунные отсеки. По результатам обследования и анализа спутниковых снимков участка берега от 1907 км до 1910 км в пределах перегона Водопадный–Лазаревское были сделаны выводы о том, что интенсивное строительство берегозащитных сооружений на участке, которое велось без должного учета процессов литодинамики, привело к размывам пляжа и аварийному состоянию подпорно-волноотбойных стен от 1909 км до 1910 км. Предлагаемые рекомендации позволят выполнять строительство сооружений инженерной защиты железнодорожного полотна с учетом литодинамических процессов, что повысит безопасность эксплуатации железнодорожного пути.

1. Ashpiz E., Savin A., Tlyavlin R., Tlyavlina G. Urgent Issues of Anti-Deformation Measures to Protect Coastal Railways // Proceedings of the 14th MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Engineering, Management and Conservation (Marmaris, 22–26 October 2019). Marmaris, 2019. Vol. 2. p. 841–852. EDN: JWHEBE.

2. Тлявлина Г.В. Научное обоснование нормативной базы по проектированию защиты транспортных сооружений от гидродинамических воздействий естественной водной среды. М.: Экон-Информ, 2023. 173 с. EDN: IMBNHK.

3. Powell E.J., Tyrrell M.C., Milliken A., Tirpak J.M., Staudinger M.D. A Review of Coastal Management Approaches to Support the Integration of Ecological and Human Community Planning for Climate Change // Journal of Coastal Conservation. 2019. Vol. 23. Iss. 1. P. 1–18. https://doi.org/10.1007/s11852-018-0632-y.

4. Rangel-Buitrago N., Neal W.J., De Jonge V.N. Risk Assessment as Tool for Coastal Erosion Management // Ocean and Coastal Management. 2020. Vol. 186. P. 105088–105099. https://doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2020.105099.

5. Тлявлина Г.В. Лабораторные и натурные исследования в обеспечение развития нормативной базы и безопасности транспортных сооружений в условиях волнового воздействия // Транспортные сооружения. 2022. Т. 9. № 4. С. 1–19. https://doi.org/10.15862/10SATS422. EDN: JVREME.

6. Stokes K., Poate T., Masselink G., King E., Saulter A., Ely N. Forecasting Coastal Overtopping at Engineered and Naturally Defended Coastlines // Coastal Engineering. 2021. Vol. 164. P. 1–17. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2020.103827.

7. Sancho F. Evaluation of Coastal Protection Strategies at Costa da Caparica (Portugal): Nourishments and Structural Interventions // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. Vol. 11. Iss. 6. P. 1–23. https://doi.org/10.3390/jmse11061159.

8. Saengsupavanich Ch. Flaws in Coastal Erosion Vulnerability Assessment: Physical and Geomorphological Parameters // Arabian Journal of Geosciences. 2021. Vol. 15. Iss. 57. https://doi.org/10.1007/s12517-021-09368-2.

9. Шелушинин Ю.А., Петров В.А. Мониторинг береговых процессов на Черноморском побережье Краснодарского края между Туапсе и Адлером // Экология. Экономика. Информатика. Серия: Геоинформационные технологии и космический мониторинг. 2019. № 4. С. 181–185. https://doi.org/10.23885/2500-123X-2019-2-4-181-185. EDN: NRDFML.

10. Петров В.А. Волногасящие галечные пляжи. М.: Экон-Информ, 2021. 295 с. EDN: NSTOJW.

11. Петров В.А., Ярославцев Н.А. Сток влекомых наносов рек Черноморского побережья Краснодарского края // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2021. № 3. С. 19–28. https://doi.org/10.31857/S0869780921030073. EDN: SEKVOT.

12. Шелушинин Ю.А., Петров В.А. Динамика пляжей участка Черноморского побережья России 1956– 2018 гг. // Закономерности формирования и воздействия морских, атмосферных опасных явлений и катастроф на прибрежную зону РФ в условиях глобальных климатических и индустриальных вызовов(«Опасные явления»): материалы Междунар. науч. конф. (г. Ростов-на-Дону, 13–23 июня 2019 г.). Ростов-на-Дону, 2019. С. 217–221. EDN: WTBAEQ.

13. Петров В.А., Ярославцев Н.А. Оценка величины вдольберегового потока наносов в литодинамических системах (на примере участка берега между Туапсе и Адлером) // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2020. № 4. С. 60–67. https://doi.org/10.31857/S0869780920040074. EDN: XZJJYA.

14. Lira-Loarca A., Cáceres-Euse A., De-Leo F., Besio G. Wave Modeling with Unstructured Mesh for Hindcast, Forecast and Wave Hazard Applications in The Mediterranean Sea // Applied Ocean Research. 2022. Vol. 122. P. 103110–103118. https://doi.org/10.1016/j.apor.2022.103118.

15. De Finis S., Romano A., Bellotti G. Numerical and Laboratory Analysis of Post-Overtopping Wave Impacts On a Storm Wall for A Dike-Promenade Structure // Coastal Engineering. 2020. Vol. 155. P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2019.103598.

16. Weiqiu Chen, Marconi A., van Gent M.R.A., Warmink J.J., Hulscher S.J.M.H. Experimental Study on the Influence of Berms and Roughness on Wave Overtopping at Rock-Armoured Dikes // Journal of Marine Science and Engineering. 2020. Vol. 8. Iss. 6. P. 1–21. https://doi.org/10.3390/jmse8060446.

17. Финагенов О.М., Штильман В.Б., Шульман С.Г., Юделевич А.М. Развитие методов оценки надежности гидротехнических сооружений // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. 2021. Т. 300. С. 7–20. EDN: IANMJK.

18. Седнев В.А. Оценка факторов, влияющих на организацию защиты населения в зонах возможного катастрофического затопления // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2021. № 1. С. 73– 82. https://doi.org/10.36535/0869-4176-2021-01-10. EDN: RLTTOA.

19. Qin Chen, Lixia Wang, Haihong Zhao, Douglass S.L. Prediction of Storm Surges and Wind Waves on Coastal Highways in Hurricane-Prone Areas // Journal of Coastal Research. 2007. Vol. 95. Iss. 5. P. 1304– 1317. https://doi.org/10.2112/05-0465.1.

20. Тлявлин Р.М. Оценка технического состояния волногасящих сооружений инженерной защиты земляного полотна от волнового воздействия // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2020. Т. 17. № 2. С. 198–209. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2020-2-198-209. EDN: TWPLCB.

21. Leont’yev I.O. Artificial Beach as A Structure for Protecting a Seacoast from Storm Surge Impact (Based On the Example of the Eastern Gulf of Finland) // Oceanology. 2019. Vol. 59. Iss. 2. P. 267–275. https://doi.org/10.1134/S0001437019020115.

22. Divinsky B.V., Kosyan R.D. Bottom Sediment Suspension under Irregular Surface Wave Conditions // Oceanology. 2019. Vol. 59. Iss. 4. P. 482–490. https://doi.org/10.1134/S0001437019040039.

23. Süme V. Shoreline Changes in Three Groin Fields On the Eastern Black Sea Coast // Fresenius Environmental Bulletin. 2018. Vol. 27. Iss. 1. P. 125–131.

24. Кантаржи И.Г., Леонтьев И.О., Куприн А.В. Аналитические исследования динамики «карманного пляжа» // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2023. Т. 16. № 3. С. 93–105. https://doi.org/10.59887/2073-6673.2023.16(3)-7. EDN: SPDWAI.

25. Dolgopolova E.N. Mechanism for Sediment Transport at Tidal Estuaries Under Bore Formation // Processes in GeoMedia. Springer Geology. Springer: Cham, 2020. Vol. 1. P. 231–241. https://doi.org/10.1007/978-3-030-38177-6_25.

26. Fomin V.V., Goryachkin Yu.N. Accounting for the Local Wave and Morphodynamic Processes in Coastal Hydraulic Engineering // Physical Oceanography. 2022. Vol. 29. Iss. 3. P. 271–290. https://doi.org/10.22449/1573-160X-2022-3-271-290. EDN: WKTMVO.

27. Mathew R., Winterwerp J.C. Sediment Dynamics and Transport Regimes in A Narrow Microtidal Estuary // Ocean Dynamics. 2020. Vol. 70. Iss. 4. P. 435–462. https://doi.org/10.1007/s10236-020-01345-9.

28. Tlyavlina G.V., Vyalyi, E.A. The Use of Natural Stone in Marine Hydraulic Engineering Construction // Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea. 2022. Iss. 2. P. 53–69. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2022-2-53-69. EDN: AEFXHI.

29. Осипова О.С. Анализ и оценка риска возникновения гидродинамических аварий // Биотехнологии и безопасность в техносфере: сб. материалов II Национальной науч. конф. студентов и молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 02–03 марта 2022 г.). СПб, 2022. Т. 2. С. 33–36. EDN: KNZWKW.

30. Савушкин С.А., Искоростинский А.И., Лемешкова А.В. Климатические причины железнодорожных аварий // ИТНОУ: Информационные технологии в науке, образовании и управлении. 2023. № 2 (21). С. 19–24. https://doi.org/10.47501/ITNOU.2023.2.19-24. EDN: FGLGGH.