Sposoby umacniania brzegów rzek

Rzeki są niezbędnym elementem naszego ekosystemu, stanowiąc zarówno cenny zasób naturalny, jak i pozwalając na wykorzystanie wody do celów pitnych, rolniczych lub przemysłowych. Nieodłączną cechą rzek jest jednak ich znaczna dynamika związana z przepływem, zmianą koryta czy działaniem erozyjnym wody. Brzegi rzek płynące w pobliżu terenów zamieszkanych lub użytkowanych rolniczo muszą więc być zabezpieczane przed uszkodzeniami.

Dlaczego brzegi rzek muszą być umacniane?

Wszystkie powierzchniowe wody płynące są cennym zasobem przyrodniczym, stanowiąc ważny składnik krajobrazu oraz zapewniając siedliska dla wielu gatunków zwierząt i roślin. Mają znaczenie dla poziomu zasobów wody w najbliższej okolicy, a w wielu przypadkach są także wykorzystywane jako sposób pozyskiwania wody pitnej albo przeznaczonej na użytek rolniczy bądź przemysłowy. Większe i mniejsze rzeki to duży potencjał rekreacyjno-turystyczny, dzięki nim możliwy jest wypoczynek nad wodą, korzystanie z ich zasobów przyrodniczych, uprawianie wędkarstwa czy też organizowanie spływów kajakowych. W przypadku rzek o szerszych korytach i większej głębokości możliwe jest organizowanie żeglugi pasażerskiej lub transportu towarowego. Jednocześnie rzeki są jednym z zagrożeń dla siedlisk ludzkich i istniejącej infrastruktury w związku z możliwymi powodziami, zmianami koryta oraz zajmowaniem w ten sposób innych terenów, a także działalnością erozyjną, powodującą niszczenie istniejącej w pobliżu infrastruktury. Umożliwienie korzystania z rzek oraz zabezpieczanie przed grożącymi z ich strony niebezpieczeństwami wymaga wykonywania różnych budowli hydrotechnicznych, przede wszystkim służących umacnianiu brzegów rzek – wyjaśnia przedstawiciel firmy AQUA-NEKO, specjalizującej się w prowadzeniu robót hydrotechnicznych i ogólnobudowlanych.

Najważniejszymi zadaniami, jakie wykonują obiekty hydrotechniczne wznoszone na brzegach rzek, wiążą się ze stabilizowaniem ich koryta. Zabezpieczają przed wymywaniem materiału z brzegów, mogą wpływać na warunki przepływu, w tym jego intensywność, a także często pośrednio oddziaływać na zmiany głębokości rzeki w wybranych miejscach. Umacnianie brzegów w wielu przypadkach umożliwia budowę infrastruktury turystycznej lub żeglugowej, a także ochronę inwestycji drogowych czy linii przesyłowych przekraczających nurt rzeki. Wykonanie robót inżynieryjnych związanych z pracami wzdłuż brzegów pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa powodziowego, pozwalając na zagospodarowanie starorzeczy i przygotowanie kanałów ulgi. Ochrona brzegów rzeki to zabezpieczanie ich przed uszkodzeniami powodowanymi przez intensywną żeglugę czy działalność rekreacyjno-sportową, a także spływającym po okresie roztopów lodem lub działalnością erozyjną wody opadowej, prowadzącą do rozmywania skarp brzegowych.

Techniki wykorzystywane do ochrony brzegów muszą być odpowiednio dopasowane do wielkości rzeki, siły jej nurtu i do jej charakteru. Na obszarach cennych przyrodniczo wykonane umocnienia nie powinny zakłócać funkcjonowania ekosystemu, w tym ograniczać możliwości wędrówki i bytowania różnych gatunków ryb czy korzystania z zasobów wodnych przez inne zwierzęta dziko żyjące, ani wpływać negatywnie na walory krajobrazowe terenu. Problemem może się okazać stosowanie rozwiązań, które wprowadzają dużą monotonność czy ilość elementów zaburzających naturalny wygląd okolic rzeki.  Niepożądane może być przyspieszanie przepływu wody czy zbyt daleko idąca likwidacja różnych nieregularności przebiegu koryta lub ukształtowania dna. Jeśli pełne uwzględnienie potrzeb biologicznych i krajobrazowych nie jest możliwe, ważne, by w ramach prowadzonych prac wprowadzać rozwiązania pozwalające na kompensację powstałych szkód.

Budowa umocnień brzegowych z materiałów naturalnych

Umocnienia brzegowe wykonywane wzdłuż koryt rzek mogą mieć różnych charakter w zależności od wielkości przepływu, szerokości rzeki, walorów przyrodniczych okolicy oraz rodzaju i natężenia zagrożenia, któremu mają zapobiegać. Istotny jest także rodzaj podłoża, w jakim przebiega koryto rzeki oraz okresowe zmiany poziomu wody. Przy wyborze rodzaju umocnień należy brać pod uwagę możliwe oddziaływania zewnętrzne np. nacisk położonych w pobliżu obiektów. Umocnienia brzegowe powinny być dopasowane do wielkości i charakteru skarpy brzegowej oraz odpowiadać części, w której są umieszczane – w pasie górnym na ogół stosuje się umocnienia biologiczne, na granicy pasa środkowego i dolnego sięgając około pół metra poniżej lustra wody umocnienia biotechniczne, a w pasie dolnym obejmującym nurt umocnienia techniczne. Umacnianie brzegów rzek może być prowadzone za pomocą budowli wodnych wykonywanych z materiałów naturalnych. Do najprostszych rozwiązań należy wprowadzanie wysiewania traw lub darniowanie, sadzenie krzewów i drzew, niżej można umieszczać roślinność szuwarową oraz wodną.

Do ochrony brzegu stosuje się też różne rodzaje zabezpieczeń faszynowych, które sprawdzają się dobrze zwłaszcza w miejscach mniej zagrożonych. Podstawowym rozwiązaniem tego typu są umocnienia płotkowe, które mogą być wykonane zarówno z rosnącej wikliny, jak i ściętej i odpowiednio umocowanej w podłożu. Płotki wiklinowe zabezpieczają sam brzeg oraz przylegającą do niego skarpę. Innym rodzajem umocnień z materiałów naturalnych są kiszki faszynowe w postaci pęków wikliny, które są układane równolegle do nurtu i mocowane do podłoża zagłębianymi w nim palikami. Kiszki faszynowe często stosuje się łącznie z włókninami oraz roślinnością np. kępami tataraku, co dodatkowo umacnia konstrukcję.

Metodą umacniania brzegów rzek, która w niewielkim stopniu ingeruje w krajobraz i funkcje przyrodnicze rzeki jest używanie walców faszynowych oraz materaców biologicznych stosowanych zarówno przy zabezpieczaniu brzegów, jak i dna. Składają się one z połączonych materiałów naturalnych np. wikliny i obciążników w postaci kamieni. Skarpy i brzegi wzmacnia się również z zastosowaniem geowłóknin układanych w postaci mat, które są mocowane do podłoża np. za sprawą rusztu faszynowego czy wykonanego narzutu kamiennego. Stosowane są także rozwiązania polegające na układaniu walców kamiennych zamkniętych poszyciem zewnętrznym z tworzywa sztucznego np. odpowiedniej maty lub siatki. W podobny sposób wykorzystuje się geotuby i geokontenery.

Konstrukcje wykorzystywane do zabezpieczania brzegów rzek

W przypadku, gdy nie ma możliwości zastosowania umocnień wykonanych z materiałów naturalnych, czy to ze względu na silny nurt, czy charakter zagospodarowania brzegów rzeki, sposobem na skuteczną ochroną brzegów jest wykorzystanie odpowiednich konstrukcji z materiałów budowlanych. Rozwiązaniem z pogranicza umocnień „naturalnych” i „sztucznych” jest wykorzystanie gabionów. Są one zbudowane ze zgrzewanej siatki stalowej lub prętów zabezpieczonych antykorozyjnie np. przez cynkowanie, które tworzą strukturę przestrzenną wypełnianą materiałem skalnym. Gabiony mogą być wzmacniane roślinnością. Podobnym rozwiązaniem jest stosowanie kaszyc, które mają postać prefabrykowanej skrzyni wykonanej z żelbetu, w której umieszcza się obciążenie gruntowe – na ogół żwir lub kamienie. Możliwe jest wykładanie brzegów innymi prefabrykatami betonowymi o budowie ażurowej, które są umacniane wprowadzana roślinnością i utrzymują się dzięki ciężarowi własnemu.

Metodą na zabezpieczanie brzegów o silnym nurcie lub takich, które mają zostać wykorzystane jako element infrastruktury przybrzeżnej, jest wykonywanie żelbetowych murów oporowych. Takie rozwiązania są stosowane także w pobliżu przyczółków mostowych, ujść sztucznych kanałów czy przy budowie portów i przystani. Zdecydowanie tańszą i szerzej wykorzystywaną metodą jest budowa konstrukcji oporowych w postaci ścianek szczelnych. Powstają one przez pogrążanie w podłożu grodzic stalowych, będących specjalnie wyprofilowanymi kształtownikami, które można ze sobą łączyć za sprawą znajdujących się na ich bokach specjalnych zamków. Pełnią one funkcję prowadnic podczas łączenia ze sobą kolejnych grodzic, pod obciążeniem ulegają też uszczelnieniu, dzięki naciskowi, jaki na siebie wzajemnie wywierają. Grodzice tworzące ścianki szczelne są osadzane w gruncie na odpowiednią głębokość, która gwarantuje im właściwą stabilność. Na terenach oddalonych od siedlisk ludzkich można je wbijać za pomocą kafara, tam, gdzie powodowany tym hałas będzie stanowił problem, mogą one być wwibrowywane lub wciskane specjalnymi urządzeniami hydraulicznymi.

W przypadku konieczności ochrony brzegów przed silnym nurtem czy wzmacniania nadbrzeży w związku z wykonywanymi na nich obiektami np. promenadami lub zabudowaniami stosuje się także techniki palowania. Używane są zarówno typowe pale wbijane wykonane zwykle z żelbetu, jak i pale formowane w gruncie, które powstają dzięki odwiertowi usuwającemu materiał podłoża oraz wprowadzanemu w jego miejsce żelbetowi. Palisady zabezpieczające brzegi rzek, mosty czy instalacje są realizowane różnymi technikami, jedną z najpopularniejszych jest wykorzystanie pali CFA. Są one wykonywane świdrem ciągłym w osłonie z rur. Po osiągnięciu wymaganej głębokości świder mający uzwojenie na całej swej długości jest wycofywany wraz ze znajdującym się w zwojach gruntem, a przez jego rdzeń wprowadza się mieszankę betonową. Pal tego rodzaju jest zwykle wzmacniany zbrojeniem, które jest zatapiane po całkowitym wycofaniu świdra.