Сценарии аварий сооружений инженерной защиты объектов транспорта от гидродинамических воздействий морских волн

Объектами исследования являются сооружения инженерной защиты автомобильных и железных дорог, включая мостовые переходы, расположенные на берегах морей, от размыва при воздействии морских штормовых волн. На примере одного из наиболее уязвимых с точки зрения размыва морскими волнами участка Туапсе–Адлер Северо-Кавказской железной дороги были рассмотрены традиционные конструкции инженерной защиты – искусственная волногасящая полоса с пляжеудерживающими сооружениями (морскими бунами) и волноотбойная стена. Приведено описание условий эксплуатации гидротехнических сооружений, влияющих на их надежность. Представлена характеристика вариантов берегозащиты по безопасности эксплуатации железной дороги. При выполнении исследований использованы материалы натурных обследований и полевых работ, проведенных авторами за многолетний период, с использованием методов математического и физического (гидравлического) моделирования. По результатам исследования разработаны сценарии наиболее вероятной и наиболее тяжелой аварий на морских берегозащитных сооружениях, защищающих объекты транспорта. Следовательно, по сценарию наиболее тяжелой аварии на гидротехническом сооружении чрезвычайные ситуации могут достигать регионального характера, а по сценарию наиболее вероятной аварии – локального характера. Предложенные сценарии аварий могут быть использованы для определения значения риска аварии при оценке вероятного вреда, который может быть причинен в результате аварии рассмотренных сооружений инженерной защиты.

1. 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. 23. Iss. 5. P. 1304– 1317. https://doi.org/10.2112/05-0465.1.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Курбанов С.О., Ханов Н.В., Черных О.Н. Проблемы и пути решения вопросов инженерной защиты и восстановления прибрежных нарушенных земель городских территорий // Природообустройство. 2023. № 1. С. 38–46. https://doi.org/10.26897/1997-6011-2023-1-38-46. EDN: RSHSEQ.

6. Saengsupavanich C. Flaws in Coastal Erosion Vulnerability Assessment: Physical and Geomorphological Parameters // Arabian Journal of Geosciences. 2022. Vol. 15. P. 1–17. https://doi.org/10.1007/s12517-021-09368-2.

7. 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. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.apor.2022.103118.

8. 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.

9. Deping Cao, Weikai Tan, Jing Yuan Assessment of Wave Overtopping Risk for Pedestrian Visiting the Crest Area of Coastal Structure // Applied Ocean Research. 2022. Vol. 120. P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.apor.2021.102985.

10. Chenlei Guan, Damin Dong, Feng Shen, Xin Gao, Linyan Chen Hierarchical Structure Model of Safety Risk Factors in New Coastal Towns: A Systematic Analysis Using the DEMATEL-ISM-SNA Method // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. Vol. 19. Iss. 17. P. 1–17. https://doi.org/10.3390/ijerph191710496.

11. Khavansky A., Latun V., Khoroshev O., Merinova Yu., Nedoseka L. Risk Assessment of Hazardous Abrasion and Landslide Processes in The Coastal Zone of the Azov Sea // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 175. P. 1–8. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017506008.

12. Финагенов О.М., Бешлиян А.Р. Риск в гидротехнике // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. 2007. Т. 246. С. 107–112. EDN: IBWITV.

13. 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.

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

15. 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.

16. Тлявлин Р.М., Тлявлина Г.В. Оценка состояния берегозащитных сооружений железнодорожного полотна на участке Туапсе–Адлер // Транспортное строительство. 2017. № 2. С. 23–25. EDN: ZHBIBR.

17. 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.

18. Тлявлина Г.В., Тлявлин Р.М., Мегрелишвили И.Ю. Сравнение показателей различных типов берегозащитных сооружений // Транспортное строительство. 2011. № 5. С. 10–12. EDN: NZAHFJ.