Журнал «Техника-молодежи» №1 за 1985 год

Разделить два моря, соединить два берега
ТАКОВО В ДВУХ СЛОВАХ НАЗНАЧЕНИЕ УНИКАЛЬНОГО ИНЖЕНЕРНОГО СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ КЕРЧЕНСКОГО ПРОЛИВА, ПРОЕКТ КОТОРОГО ПОДГОТОВЛЕН ИНСТИТУТОМ ГИДРОПРОЕКТ ИМЕНИ С. Я. ЖУКА.

В проливе не протолкнуться. Толчея двух-трех сотен судов такая, что якорю упасть негде. Но и косяки шли плотно, хоть насосом качай. Насосом и качали. Делали замет и, не поднимая невода на борт, запускали в «кошелек» рыбосос. Бывало нередко так, что хамсовый ливень уже перехлестывал через край трюмов, а сети еще наполовину полны.
— Прошу помощи! — неслась в эфир торжествующая радиограмма капитана. — Ну кто на готовенькое? — Это говорится уже при выключенном микрофоне.

— Выходит, слухи о безрыбье на Азове сильно преувеличены?  А смотря что рыбой считать, хорошая-то рыба ушла... Рибка осталась!

В 30-х годах «корзина» азовской рыбы тянула на 5—6 миллионов пудов, половина этого улова — не бычок лупоглазый какой-нибудь и не тюлька. А нежная рыба: осетр, барабуля, рыбец, лещ, тарань, сельдь знаменитая наша, керченская. А на прошлой неделе мы случайно судака поймали — полколхоза пришло взглянуть. Люди смотрят, а у него глаза помутнели. От соли.
В соли и есть вся «соль» Азова. Меня, пацана, смотритель маяка посылал с чайником к морю. За водой. Сейчас ее в рот не возьмешь.

Придавая исключительное значение своевременному решению азовской проблемы, ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли в 1975 году постановление «О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов Азовского и Черного морей». Ранее началась разработка крупных водохозяйственных мероприятий, направленных на возвращение былой славы «рыбной житницы» страны.

Морская запруда

Среди величайших рек планеты, пожалуй, почти не осталось таких, в створах которых не высились бы плотины гидростанций. Да и опыт постройки морских сооружений имеется: например, полным ходом идет отсыпка дамбы в Финском заливе, защищающей Ленинград от наводнений.
Так что принципиальные технические трудности, связанные с созданием искусственной перегородки между двумя морями, вряд ли могут возникнуть.
Зато стоит правомерный вопрос: какими могут быть экологические последствия от столь существенной поправки в географию? Не придется ли «задним числом» исправлять ошибки, как в случае со строительством глухой плотины на Кара-Богаз- Голе?
Поэтому опыт недавнего прошлого заставляет думать не только о техническом воплощении инженерной идеи, а и над таким деликатным вопросом: как поведет себя концевой водоем Атлантического океана, неожиданно оказавшись в изоляции? Не зацветет ли он, скажем, «рассолонившись» от речных стоков? Не возрастет ли уровень его загрязнения? Не отпугнет ли перегородка, пусть даже и со шлюзами, хамсу, тюльку, ну и те немногие виды ценных рыб, что еще мигрируют из одного моря в другое?
И вообще, как эффективнее всего помочь терпящему бедствие морю, максимально учтя при этом подчас противоречащие друг другу интересы энергетики, поливного земледелия, судоходства, рыбного хозяйства?
Ясно, что без всестороннего, комплексного анализа весьма непростой ситуации, сложившейся в результате интенсивной хозяйственной деятельности в бассейне Азовского моря, здесь не обойтись; чтобы осуществить его, нужны совместные усилия гидротехников и экологов, ихтиологов и гидробиологов, гидрохимиков и биофизиков. Возглавили это дело ученые из Института механики и прикладной математики при Ростовском государственном университете, совместно со специалистами Азовского НИИ рыбного хозяйства, создавшие имитационную математическую модель Азовского моря.
Эта модель сосредоточила в себе знания всех специалистов о море — его солености, химическом составе, кормовой базе, осадках, речных стоках, водозаборе на орошение и на промышленные нужды, численности рыб и сбросе неочищенных стоков. Задавшись исходными параметрами, исследователь, прибегнув к помощи этой модели, мог получить подробный прогноз состояния моря на десятки лет вперед.
В частности, строительство Керченского гидроузла может оказаться недостаточно эффективной мерой, если безвозвратное водопотребление и минерализация речной воды будут возрастать. Расчеты показывают, что тогда, несмотря на запруду, соленость Азовского моря может даже превысить соленость Черного. Так что забота о море должна начинаться с истоков рек, в него впадающих.

Огни в проливе

Еще одну модель, но уже не математическую — реальную, я увидел под сводами огромного, похожего на крытый стадион зала в научно-исследовательском секторе Гидропроекта. Прямо передо мной простирался Керченский пролив с детально воспроизведенными береговым и донным рельефами, плотиной — точной копией той, что собираются возводить, но уменьшенной в 100 раз.
На этой модели инженеры вели эксперименты, определяя воздействие на различные элементы гидроузла морских волнений, наносов, течений, ветров и т. д.
Волны Азовского моря, уменьшенные в соответствующем масштабе, лихо накатывали на дамбу, замирая на песчаном ее откосе. Через поднятые затворы шлюзов проносились легкие плошки с зажженными свечками.

Где глубины фарватера наибольшие,  расположится так называемый большой шлюз для большегрузных морских судов, рядом — малый для сейнеров и мелких судов. Конфигурация подходов — видите эти «усы» — выбрана таким образом, что в непогоду они примут на себя и шквал, и шторм.
К «голове» большого шлюза примкнет полукилометровая плотина- рыбоход, в нижней части которой размещены 34 водопропускных пролета шириной по 14 м каждый. Они оборудованы двумя рядами затворов, которые большую часть времени будут закрыты. Два раза в год — весной, когда рыба идет на нерест вАзовской море, и осенью, когда она возвращается после нагула на зимовку в Черное море, затворы будут приподниматься.
Мы подбираем такие размеры рыбоходных камер, чтобы скорости течения в них не превышали 0,4 м/с. Тогда, возвращаясь с зимовки, даже самая обессилевшая хамса сможет преодолеть встречный поток.

Пролив «с изнанки»

Важный вопрос — на чем стоять плотине? — перестал быть открытым после того, как были добыты последние образцы грунта. Проектировщики окончательно «привязали» плотину к берегам пролива так, чтобы на ее пути не встретились ни коварные оползни, ни опасные накосы, ни замаскированные древние разломы.
В Жуковском створе проектировщиков ожидал приятный сюрприз. Здесь изыскатели наткнулись на выход плотных, так называемых сарматских глин. Широкой платформой выдавались они от крымского берега чуть ли не до середины пролива — на 2 км. И это в самом узком его месте! Природа расстаралась здесь на славу, словно на заказ, создав вблизи обрывистого берега мощный фундамент, способный выдержать вес самых тяжелых — бетонных — частей гидроузла.

Зато с глухой земляной плотиной, стыкующей гидроузел с кавказским берегом, у изыскателей и проектировщиков было больше всего хлопот. В западной части пролива — куда ни ткнись! — буровики неизменно встречали лишь толстую, в несколько десятков метров, подушку ила. В такой хляби исчезнут без следа и бетонные блоки, и куски скалы. Не годятся и сваи — их пришлось бы делать высотой с телевизионную вышку, ибо твердый, способный воспринимать нагрузку грунт буровики обнаружили чуть ли не на 60-метровой глубине.
До сих пор мировая практика гидростроительства канонизировала: основание столь монументального сооружения, как плотина, должно покоиться на естественном фундаменте из твердых пород. А тут — мыслимое дело! — плотина обопрется об ил?! Правда, известен случай, когда специалистам Гидропроекта удалось уплотнить со специальных плавучих установок дюнные пески на 30-метровой глубине и разместить на них основание Асуанской плотины...

А как быть здесь, если глубина вдвое больше и совершенно неясно, чем можно «уплотнить» ненасытную иловатую прорву, тысячелетиями скапливавшуюся на дне пролива? Были опробованы десятки различных вариантов, пока придумали: сыпать прямо на ил пляжный ракушечный песок. Его частицы, обладая большой сцепляемостью друг с другом, образуют во влажном состоянии очень плотную массу. По мере роста насыпи, рассуждали инженеры, песок станет вытеснять ил, затем благодаря своей высокой пористости и хорошему сцеплению с иловатыми песками поглотит часть жидкой фракции ила и самоуплотнится. Правда, в таких случаях есть опасность опрокидывания насыпи, может произойти и вспучивание грунтов близ основания. Рецепт здесь один: нужны пологие, с уклоном 1 : 100, пляжные откосы. Расчеты показали, что 3-километровая дамба с 13-метровой надводной и такой же высоты подводной частями, имеющая гребень шириной 30 м, расползется под водой в каждую сторону от своего центра чуть ли не на 1,5 км. На отсыпку этой усеченной пирамиды, а точнее, подводной возвышенности с основанием почти 8 км2 понадобится более 40 млн. м3 грунта, причем предполагается, что ил поглотит лишь немного меньше трети этого количества.
Чтобы проверить правильность исходных предпосылок, на кавказском берегу в условиях, максимально приближенных к «боевым», был намыт земснарядами фрагмент земляной плотины. Натурный эксперимент подтвердил: ни дождевые осадки, ни волны, ни ледовые поля не причинили вреда этому сооружению.