Морская дамба

редактировать
Форма береговой обороны Пример современной морской дамбы в Вентнор на острове Уайт, Англия Люди, общающиеся и гуляющие по Малекон, Гавана Морская дамба в Уранган, Квинсленд

A морская дамба (или морская стена ) является формой of береговая оборона построена там, где море и связанные с ним прибрежные процессы непосредственно воздействуют на рельеф побережья. Целью морской стены является защита районов проживания людей, сохранения природных ресурсов и проведения досуга от воздействия приливов, волн или цунами. Поскольку морская дамба является статическим элементом, она вступает в противоречие с динамичным характером побережья и препятствует обмену наносами между сушей и морем. Береговая линия является частью береговой границы, которая подвержена широкому спектру эрозионных процессов, возникающих из речных, эоловых и земных источников, что означает, что комбинация денудационных процессов будет работать против морская дамба.

Побережье, как правило, представляет собой высокоэнергетическую, динамичную среду с пространственными вариациями в широком диапазоне временных масштабов. Побережье подвержено эрозии реками и ветрами, а также морем, поэтому сочетание денудационных процессов будет работать против морской стены. Из-за этих постоянных природных сил морские стены необходимо поддерживать (и в конечном итоге заменять), чтобы поддерживать их эффективность.

Многие типы морских стен, которые используются сегодня, отражают как различные физические силы, которые они должны выдерживать, так и особенности местоположения, такие как местный климат, положение на побережье, волновой режим и ценность рельефа. Морские стены - это сложные инженерные береговые сооружения, защищающие побережье от эрозии. Но при строительстве морской стены могут возникнуть различные экологические проблемы и проблемы, в том числе нарушение движения наносов и транспорта. В сочетании с высокой стоимостью строительства это привело к все более широкому использованию других мягких инженерных решений вариантов управления прибрежной зоной, таких как пополнение пляжа.

Морские стены могут быть построены из различных материалов, чаще всего железобетон, валуны, сталь или габионы. Другие возможные строительные материалы: винил, дерево, алюминий, композит из стекловолокна и большие биоразлагаемые мешки с песком из джута и кокосового волокна. В Великобритании морская стена также относится к земляному валу, который использовался для создания польдера или дамбы.

Содержание

  • 1 Типы
    • 1.1 Природные барьеры
  • 2 Компромиссы
  • 3 Проблемы
    • 3.1 Повышение уровня моря
    • 3.2 Гидростатическое давление воды
    • 3.3 Экстремальные явления
    • 3.4 Другие проблемы
  • 4 История и примеры
    • 4.1 Канада
    • 4.2 Индия
    • 4.3 Япония
    • 4.4 США
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Типы

Морская дамба работает за счет отражения энергия падающей волны обратно в море, тем самым уменьшая доступную энергию, вызывающую эрозию. У морских стен есть два особых недостатка. Во-первых, отражение волны от стены может привести к размыву и последующему понижению уровня песка на берегу. Во-вторых, морские стены могут ускорить эрозию прилегающих, незащищенных прибрежных территорий, поскольку они влияют на процесс литорального дрейфа.

Различные конструкции искусственных барьеров от цунами включают строительство рифов и лесов на поверхности и подводные дамбы. В 2005 году Индия начала высаживать казуарину и кокосовые саженцы на своем побережье в качестве естественного барьера от будущих цунами, таких как землетрясение в Индийском океане в 2004 году. Исследования показали, что прибрежная стена цунами может снизить высоту волны цунами до 83%.

Подходящая конструкция и тип морской стены зависит от конкретных особенностей местности, включая окружающие процессы эрозии. Как указано в таблице, существует три основных типа морских дамб: вертикальные, изогнутые или ступенчатые, а также насыпи:

Типы морских дамб
ТипИллюстрацияПреимуществаНедостаткиПример
ВертикальныеВертикальные дамбы строятся в особо уязвимых местах. Они отражают волновую энергию. В условиях шторма может образоваться неразрывная стоячая волна, в результате чего возникает стационарная клапотическая волна, которая движется вверх и вниз, но не движется горизонтально. Эти волны способствуют эрозии подошвы стены и могут нанести серьезный ущерб морской стене. В некоторых случаях перед стеной ставят сваи, чтобы немного уменьшить волновую энергию.
Vertical seawall.png
  • Первый реализованный, наиболее легко спроектированный и сконструированный тип морской дамбы.
  • Вертикальные морские стенки отклоняют энергию волн от берега.
  • Рыхлый щебень может поглощать энергию волн.
  • Они может понести много дорогостоящих повреждений за короткий период времени.
  • Вертикальная конструкция может быть подорвана средой с высокой энергией в течение длительного периода времени.
PikiWiki Israel 13555 Acre seawall.jpg
ИзогнутыйИзогнутый или ступенчатые морские дамбы предназначены для того, чтобы волны разбивались, рассеивая энергию волн и отражая волны обратно в море. Этот изгиб также может предотвратить выход волны за стену и обеспечивает дополнительную защиту носка стены.
Изогнутая бетонная дамба.png
  • Вогнутая конструкция представляет собой рассеивающий элемент.
  • Изгиб может предотвратить выход волн за пределы стены и обеспечивает дополнительную защиту носка стены
  • Изогнутые морские дамбы предназначены для перенаправления большей части падающей энергии, что приводит к низкому уровню отраженных волн и значительному снижению турбулентности.
  • Более сложный процесс проектирования и проектирования.
  • Отклоненные волны могут размывать материал у основания стены, вызывая их подрыв.
Изогнутая морская дамба, Петт-уровни - geograph.org.uk - 1503255.jpg
Морские дамбы насыпинасыпные дамбы с использованием облицовки или каменной наброски используются в менее требовательных условиях, где действуют менее энергоэффективные эрозионные процессы. Наименее уязвимые участки включают самые дешевые переборки и ограждения из мешков с песком или геотекстиля. Они служат для защиты берега и минимизируют эрозию и могут быть водонепроницаемыми или пористыми, что позволяет воде просачиваться после рассеивания энергии волны.
Rubblemound 2.png
  • В современных конструкциях используются пористые конструкции из камня и бетонной брони.
  • Наклон и рыхлый материал обеспечивают максимальное рассеивание энергии волны.
  • Вариант с меньшими затратами.
  • Менее долговечен.
  • Меньше ожидаемый срок службы.
  • Не выдерживает или не защищает от высоких -Энергетические условия эффективно.
11-8 -07 каменная стена photo.jpg

Природные барьеры

В отчете, опубликованном Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), предполагается, что цунами 26 декабря 2004 г. нанесло меньший ущерб в тех областях, где присутствовали преграды, такие как мангровые заросли, коралловые рифы или прибрежная растительность. Японское исследование этого цунами в Шри-Ланке использовало моделирование спутниковых снимков, чтобы установить параметры сопротивления побережья в зависимости от различных типов деревьев. Природные преграды, такие как коралловые рифы и мангровые леса, предотвращают распространение цунами и прибрежные воды и смягчают последствия наводнений и волн.

Компромиссы

Рентабельность подход - эффективный способ определить, подходит ли морская дамба и оправдывает ли выгода затраты. Помимо борьбы с эрозией, необходимо учитывать влияние укрепления береговой линии на естественные прибрежные экосистемы и человеческую собственность или деятельность. Морская дамба - это статический элемент, который может вступать в конфликт с динамичным характером побережья и препятствовать обмену наносами между сушей и морем. В таблице ниже приведены некоторые положительные и отрицательные эффекты морских дамб, которые можно использовать при сравнении их эффективности с другими вариантами управления прибрежной зоной, такими как питание пляжа.

Преимущества и недостатки морских дамб согласно Шорту (1999)
ПреимуществаНедостатки
  • Долгосрочное решение по сравнению с питанием для мягких пляжей.
  • Эффективно сводит к минимуму гибель людей в экстремальных условиях и материальный ущерб, вызванный эрозией.
  • Может существовать дольше в условиях высоких энергий по сравнению с «мягкими» инженерными методами.
  • Может использоваться для отдыха и осмотра достопримечательностей.
  • Образует прочную и прочную береговую защиту.
  • Дорогой в строительстве.
  • Может считаться эстетически непривлекательным.
  • Отраженная энергия волн, приводящая к размыву у основания.
  • Может нарушать естественные процессы на береговой линии и разрушать прибрежные среды обитания, такие как заболоченные земли и приливные пляжи.
  • Измененные процессы переноса наносов могут нарушить nd движение, которое может привести к усилению эрозии при сносе конструкции. Это может привести к рассеянию пляжей, что сделает их бесполезными для посетителей.
Трехмерное моделирование движения волн у морской стены.

Обычно морские дамбы могут быть успешным способом борьбы с эрозией берегов, но только если они хорошо построены и из материалов, которые могут противостоять силе текущей волновой энергии. Необходимо некоторое понимание прибрежных процессов и морфодинамики, характерных для расположения морской дамбы. Морские дамбы могут быть очень полезными; они могут предложить более долгосрочное решение, чем варианты мягкой инженерии, дополнительно предоставляя возможности для отдыха и защиты от экстремальных явлений, а также от повседневной эрозии. Экстремальные природные явления выявляют недостатки в работе морских дамб, и их анализ может привести к будущим улучшениям и переоценке.

Проблемы

Повышение уровня моря

Повышение уровня моря создает проблему для морских дамб во всем мире, поскольку оно повышает как средний нормальный уровень воды, так и высоту волн во время экстремальных погодных явлений, с которыми может не справиться текущая высота дамбы. Самый последний анализ длинных и качественных данных мареографов (с поправкой на GIA и, если возможно, на другие вертикальные движения суши с помощью Глобальной системы позиционирования, GPS), показывает, что средняя скорость повышения уровня моря составляет 1,6–1,8 мм / год в течение двадцатое столетие. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) (1997) предположила, что повышение уровня моря в следующие 50-100 лет ускорится с прогнозируемым увеличением глобального среднего уровня моря на +18 см к 2050 году нашей эры. Эти данные подкреплены Ханной (1990), которая подсчитала аналогичные статистические данные, включая рост на + 16-19,3 см в течение 1900–1988 годов. Супер-шторм «Сэнди» 2012 года является примером разрушительных последствий, которые может вызвать повышение уровня моря в сочетании с идеальным штормом. Ураган «Сэнди» вызвал штормовой нагон высотой 4–5 м на барьерные острова Нью-Джерси и Нью-Йорка и городские береговые линии, ущерб оценивается в 70 миллиардов долларов. Эту проблему можно решить путем дальнейшего моделирования и определения увеличения высоты и усиления существующих морских дамб, что необходимо для обеспечения безопасности в обеих ситуациях. Повышение уровня моря также вызовет повышенный риск наводнений и более высоких цунами.

Гидростатическое давление воды

Морские дамбы, как и все подпорные стены, должны снижать накопление давления воды. Повышение давления воды происходит, когда грунтовые воды не сливаются из-за дамбы. Подземные воды у дамбы могут поступать из естественного уровня грунтовых вод области, дождя, просачивающегося в землю за стеной, и волн, выходящих за пределы стены. Уровень грунтовых вод может также повышаться в периоды паводка (прилив ). Отсутствие надлежащего дренажа может привести к изгибу, смещению, изгибу, растрескиванию или разрушению дамбы. Воронки также могут образовываться, когда давление вытекающей воды размывает почву через дренажную систему или вокруг нее.

Экстремальные явления

Экстремальные явления также представляют проблему, поскольку людям нелегко предсказать или представить силу урагана или вызванных штормом волн по сравнению с нормальными, ожидаемыми волновые узоры. Экстремальное событие может рассеивать в сотни раз больше энергии, чем обычные волны, и расчет конструкций, которые выдержат силу прибрежных штормов, затруднен, и часто результат может оказаться недоступным. Например, морская дамба Омаха-Бич в Новой Зеландии была спроектирована для предотвращения эрозии только из-за повседневных волн, и когда шторм в 1976 году прошел в десяти метрах за существующей морской дамбой, вся конструкция была разрушена.

Прочие проблемы

Некоторые дополнительные проблемы включают в себя: отсутствие данных о долгосрочных тенденциях воздействия дамбы из-за относительно короткой продолжительности записи данных; ограничения моделирования и сравнения различных проектов, а также их недействительность или неравенство из-за разных типов пляжей; материалы; токи; и окружающая среда. Отсутствие технического обслуживания также является серьезной проблемой для морских стен. В 2013 году в Пунта-Горда, Флорида было обнаружено, что обрушившаяся дамба более 5000 футов (1500 м). Жители этого района ежегодно платят сотни долларов на программу ремонта дамбы. Проблема в том, что большинству дамб более полувека, и их разрушают только сильные ливни. Если не держать под контролем, дамбы теряют эффективность и становятся дорогими в ремонте.

История и примеры

Морская дамба, сделанная из камней в Паравуре около города Коллам в Индии.

Строительство дамбы существовало с древних времен. В первом веке до нашей эры римляне построили дамбу / волнолом в Кесарии Приморской, создав искусственную гавань (гавань Себастоса). В конструкции использован бетон пуццолана, который затвердевает при контакте с морской водой. Были построены баржи, залитые бетоном. Они были поставлены на место и затоплены. Образовавшаяся в результате гавань / волнорез / морская стена существует и сегодня - более 2000 лет спустя.

Считается, что старейшей известной береговой обороной является 100-метровый ряд валунов у побережья Израиля. Валуны были расположены в попытке защитить прибрежное поселение от морского подъема после последнего ледникового максимума. Тель-Хрейз был обнаружен в 1960 году водолазами, искавшими затонувшие корабли, но ряд валунов не был обнаружен до тех пор, пока штормы не очистили песчаный покров в 2012 году.

Недавно морские стены были построены в 1623 году на острове Канви., Великобритания, когда произошло большое наводнение в устье Темзы, что побудило строительство защиты от дальнейших событий в этой подверженной наводнениям области. С тех пор конструкция дамбы стала более сложной и запутанной в связи с улучшением материалов, технологий и пониманием того, как работают прибрежные процессы. В этом разделе будут описаны некоторые ключевые тематические исследования морских дамб в хронологическом порядке и описано, как они отреагировали на цунами или текущие природные процессы и насколько они были эффективны в этих ситуациях. Анализ успехов и недостатков морских дамб во время суровых природных явлений позволяет выявить их слабые стороны и выявить области для дальнейшего улучшения.

Канада

Ванкуверская морская дамба - это каменная дамба, построенная по периметру парка Стэнли в Ванкувере, Британская Колумбия. Изначально морская дамба была построена, когда волны, создаваемые судами, проходящими через Первую узкую полосу, размывали территорию между мысами Проспект и Броктон. Строительство дамбы началось в 1917 году, и с тех пор эта дорожка стала одной из наиболее часто используемых достопримечательностей как местными жителями, так и туристами, и теперь ее общая протяженность составляет 22 км. Строительство дамбы также обеспечило занятость для спасателей во время Великой депрессии и моряков из HMCS Discovery на Острове Мертвеца, которым грозило наказание в 1950-х годах (Steele, 1985). 103>

В целом, морская дамба Ванкувера является ярким примером того, как морские дамбы могут одновременно обеспечивать защиту береговой линии и источник отдыха, который расширяет возможности людей получать удовольствие от прибрежной среды. Это также показывает, что, хотя эрозия береговой линии является естественным процессом, деятельность человека, взаимодействие с побережьем и плохо спланированные проекты развития береговой линии могут ускорить темпы естественной эрозии.

Индия

26 декабря 2004 г. высокие волны цунами 2004 г. в Индийском океане обрушились на юго-восточное побережье Индии, в результате чего погибли тысячи людей. Однако бывший французский колониальный анклав Пондичерри уцелел. В первую очередь это произошло благодаря французским инженерам, которые построили (и поддерживали) массивную каменную дамбу в то время, когда город был французской колонией. Эта 300-летняя дамба эффективно сохраняла исторический центр Пондичерри сухим, хотя волны цунами поднимали воду на 24 фута (7,3 м) выше обычной отметки прилива.

Строительство барьера было первоначально завершено в 1735 году, и на протяжении многих лет французы продолжали укреплять стену, складывая огромные валуны вдоль береговой линии в 1,25 мили (2 км), чтобы остановить эрозию от волн, бьющих по гавани. В самом высоком месте барьер, проходящий вдоль кромки воды, достигает примерно 27 футов (8,2 м) над уровнем моря. Валуны, некоторые из которых весят до тонны, выветрились черно-коричневыми. Морская стена проверяется каждый год, и всякий раз, когда появляются щели или камни погружаются в песок, правительство добавляет новые валуны, чтобы поддерживать ее прочность.

На союзной территории Пондичерри зарегистрировано около 600 смертей от огромных волн цунами, которые обрушилось на побережье Индии после гигантского подводного землетрясения (силой 9,0 балла по шкале магнитуды ) у побережья Индонезии, но большинство убитых были рыбаками, которые жили в деревнях за искусственным барьером, который усиливает эффективность морских дамб.

Япония

По крайней мере 43 процента береговой линии Японии протяженностью 29 751 км (18 486 миль) выложены бетонными морскими дамбами или другими сооружениями, предназначенными для защиты страны от высоких волн, тайфунов и даже цунами. Во время землетрясения и цунами 2011 г. в Тохоку морские дамбы в большинстве районов были разрушены. В Камаиси 4-метровые волны (13 футов) преодолели дамбу - самую большую в мире, построенную несколько лет назад в городской гавани на глубине 63 м (207 футов), длиной 2 км. (1,2 мили) и стоимостью 1,5 миллиарда долларов - и в конечном итоге затопил центр города.

Риски зависимости от морских дамб были наиболее очевидны во время кризиса на Фукусима-дай-ичи и Фукусима-дай-ни атомные электростанции, обе расположенные вдоль побережья недалеко от зоны землетрясения, поскольку цунами обрушилось на стены, которые должны были защищать станции. Возможно, дополнительная защита, обеспечиваемая морскими дамбами, предоставила гражданам дополнительный запас времени для эвакуации, а также остановила часть полной силы энергии, которая заставила бы волну подняться выше в глубинах прибрежных долин. Напротив, дамбы также действовали негативно, задерживая воду и задерживая ее отступление.

Обрушение самой большой в мире морской дамбы, строительство которой обошлось в 1,5 миллиарда долларов, показывает, что строительство более прочных морских стен для защиты больших территорий было бы еще менее рентабельным. В случае продолжающегося кризиса на атомных электростанциях, необходимо было построить более высокие и более прочные морские стены, если бы электростанции должны были строиться на этом месте. По сути, разрушения в прибрежных районах и окончательное число погибших, по прогнозам, превысит 10 000 человек, могут подтолкнуть Японию к изменению конструкции морских дамб или рассмотрению более эффективных альтернативных методов защиты побережья от экстремальных явлений. Такие укрепленные береговые линии также могут создавать ложное чувство безопасности для владельцев собственности и местных жителей, что очевидно в этой ситуации.

Морские дамбы вдоль японского побережья также подвергались критике за то, что они отрезали поселения от моря, делая пляжи непригодными для использования вызывает бельмо на глазу, беспокоит дикую природу и является ненужным.

Соединенные Штаты

После урагана «Сэнди» в 2012 году, мэр Нью-Йорка Билл де Блазио вложил 3 миллиарда долларов в фонд восстановления после ураганов, часть из которых была направлена ​​на строительство новых морских стен и защиту от будущих ураганов. Барьер от штормовых нагонов в гавани Нью-Йорка был предложен, но не одобрен и не профинансирован Конгрессом или штатом Нью-Йорк.

См. Также

Общие:

Связанные типы стен:

Особые стены:

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы, связанные с морскими дамбами.
Найдите seawall в Wiktionary, бесплатном словаре.
Последняя правка сделана 2021-06-07 07:43:48
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте