10.5.3: Гройн
- Page ID
- 1752
Причал лише запобігає накопиченню матеріалу на невеликій площі або стимулює накопичення в іншій досить обмеженій зоні. Його вплив в основному локальне. Поле groynes, з іншого боку, являє собою ряд менших причалів, що простягаються в зону прибою і розташовані через відносно короткі проміжки часу вздовж пляжу (див. Рис. 10.13). Вони можуть бути дуже ефективними у зниженні існуючої швидкості транспортування довгих відкладень 2 вздовж узбережжя. Утримуючи прибережний пісок у пастці між двома сусідніми пагонами, вони, як правило, стабілізують все узбережжя, уздовж якого вони побудовані. Таким чином, вони можуть бути використані для захисту ерозійного узбережжя (наприклад, на довжині 5 км), щоб розширити пляж або продовжити термін служби пляжних наповнювачів.
Можна виділити два основних види гройнов:
Непроникні, високочубасті конструкції з рівнем гребеня вище МСЛ+1 м; ці типи гройни використовуються для утримання піску в відсіку між сусідніми гройнами. Берегова лінія буде орієнтована перпендикулярно домінуючому напрямку хвилі всередині кожного відсіку (пиляний вигляд загальної берегової лінії).
Проникні, низькочубаті структури з рівнями гребеня між лініями MLW і MHW, таким чином, що індукована структурою вихрова генерація зменшується, принаймні під час припливу (див. рис. 5.45). Ці типи гройн, як правило, використовуються на пляжах з невеликим дефіцитом осаду; функція гройн полягає в тому, щоб трохи зменшити прибережний дрейф у внутрішній зоні прибою і створити більш регулярну берегову лінію (без ефекту пиляного зуба). Наприклад, вони виготовляються з шпунтових паль: ряд вертикальних (дерев'яних або сталевих) паль, навмисно розташованих таким чином, щоб створити пористий бар'єр, зменшуючи, але не повністю блокуючи береговий транспорт (рис.10.14).
При правильному проектуванні гройни можуть бути використані для досягнення кривої транспортування осаду\(b\) на рис. 10.7, що є ідеальною ситуацією в такому випадку. Правильна конструкція має на увазі, що правильний вибір довжини, висоти і проникності для піску робляться. Проблема тонкої настройки (співвідношення довжини та довжини/взаємного відстані), однак, є важкою проблемою для вирішення. Фізика систем гройна не повністю зрозуміла, що робить успішне проектування системи groyne більше мистецтвом, ніж наукою. Загальноприйнятних правил проектування немає, хоча є деякі рекомендації щодо проектування (див. Нижче). Відстань, рівне кілька разів довжині пагонів, є загальним.
Так як для розчину повинна бути зупинена\(b\) лише невелика частина транспорту піску, то гройни в цьому випадку повинні бути короткими, а саме коротше ширини зони переривання. Довгі гройни, що простягаються через зону вимикача, як правило, зменшують криву транспортування осаду до (майже) нуля в розтягуванні A-B, що надмірно максимізує ерозію на стороні Лі. Часткове зменшення також може бути досягнуто за допомогою непроникних пагонів.
У прикладі рис. 10.7, в поперечному перерізі через точку В існуючий транспорт осаду довелося зменшити приблизно в 0,5 рази, щоб виконати вимоги (тобто досягнення лінії b на рис. 10.7;\(S_{B, new} \approx 0.5 S_{B, old}\).). Зверніть увагу, що для довільних перерізів між А і В потрібні різні, а саме більші співвідношення. Нехай точка С буде на півдорозі між А і Б. Потім, відповідно до рис. 10.7,\(S_{C, new} \approx 0.7 S_{C, old}\).
Іншим питанням практичного занепокоєння є абсолютна величина чистого щорічного перевезення довгих відкладень. Хоча транспортний градієнт над ділянкою А-В (тобто різниця\(V\) між\(S_B\) і\(S_A\) над розглянутою довжиною узбережжя) може бути виміряний досить точно (за допомогою вимірювання об'ємних втрат з А-В), абсолютні значення чистого щорічного транспортування осадів або\(S_B\) або\(S_A\) насправді не відомі автоматично. Оскільки розрахувати ці швидкості транспортування осаду важко, помилки легко допускаються при правильній кількісній оцінці\(S_B\) і\(S_A\). Якщо на рис. 10.7 обидва\(S_A\) і\(S_B\) збільшуються на\(\Delta S\), різниця\(V\) залишається колишньою. Але щоб домогтися постійного транспортування осаду в секції А-В, зараз необхідні зовсім інші коефіцієнти відновлення від згаданих раніше.
Розглянемо для прикладу наступні дві ситуації:
- Ділянка узбережжя 5 км:\(S_{in} = 100000\ m^3/yr\)\(S_{out} = 200000\ m^3/yr\);
- Ділянка узбережжя 5 км:\(S_{in} = 200000\ m^3/yr\);\(S_{out} = 300000\ m^3/yr\).
В обох випадках щорічна втрата\(100000\ m^3/yr\), яка становить швидкість структурної ерозії\(20\ m^3/myr\), цілком звичайна щорічна структурна втрата. Однак адекватна система groyne для випадку 1 повинна сильно відрізнятися від адекватної системи groyne для випадку 2. У випадку 1 транспортування чистого осаду поблизу нижньої сторони ділянки узбережжя має бути зменшено на 50%, щоб досягти\(S_{out}\) рівних\(S_{in}\). У випадку 2 зменшення повинно бути всього 30%.
Швидкість зменшення транспортування осадів залежить, серед іншого, від довжини гройн. Для непроникного гройна приблизну оцінку необхідної довжини можна зробити, взявши в якості вихідної точки поперечно-берегове розподіл непорушеного хвильового індукованого транспортування довгих відкладень (див. Рис. 10.15).
Скорочення транспорту тепер можна оцінити, просто припускаючи, що гройн повністю блокує транспорт і що до моря від гройна транспорт осаду не впливає гройн. Менш сирі оцінки можуть бути зроблені шляхом застосування моделей берегової лінії, таких як Unibest-CL+ або Genesis (див. Розділ. 8.3.2). Такі моделі враховують вплив розвитку берегової лінії всередині заток гройна на транспортування прибережних відкладень. Структурно-індуковані вихрові також можуть значно впливати на схеми транспортування осаду. Ці ефекти можуть бути враховані лише в моделями площі (2DH або 3D).
В рамках програми досліджень, що фінансуються Європейським Союзом «Совість», досліджено ефективність систем groyne та представлено низку керівних принципів проектування (Van Rijn, 2010). Було зроблено висновок, серед іншого, що:
- В даний час дизайн полів groyne, як правило, поєднується з пляжним харчуванням всередині відсіків groyne, щоб розширити пляжі для відпочинку та зменшити наслідки зниження;
- Довгі, вигнуті гройни можуть бути використані для захисту великої пляжної заливки на обох кінцях, створюючи широкий пляж для рекреаційних цілей (кишеньковий пляж) в місцях, де ерозія на стороні lee-side є прийнятною або керованою;
- Ефективність уловлювання можна підвищити, використовуючи, наприклад, L-головку або Т-головку (див. Також рис. 10.8) замість прямих пагонів;
- Гройни переважно поширюються лише на внутрішню зону прибою (до приземного флангу внутрішньої штанги корита), рівні гребеня відносно низькі, а відстані знаходяться в діапазоні від 1,5 до 3 разів більше довжини. Це забезпечує достатню кількість осаду в обхід таким чином, щоб ерозія з боку вуху запобігалася якомога більше.
- За рахунок зменшення довжини на нижньому кінці поля пахової ерозії можна контролювати та зменшувати (звуження гройна);
- При будівництві пагонів від нижнього узбережжя до узбережжя уникається початкова ерозія захищеної території.
2. Не тільки викликані хвилею темпи перевезення на довгій березі будуть знижені, але й спричинені приливами дорожні транспортні ставки, а також оскільки гройни відштовхують приливну течію від узбережжя.