10.5.4: Окремі берегові паралельні морські хвилерізи

Малюнок 10.16: Окремі берегові паралельні хвилерізи (не в масштабі: схили на малюнку занадто круті).

Малюнок 10.17: Серія виник відокремлених хвилерізів у Sea Palling, Англія. Зверніть увагу на салінти і томболо. Вертикальна аерозйомка з отриманої в травні 2019 року. Від британського екологічного агентства

Окремі хвилерізи - це хвилерізи паралельно узбережжю на певній відстані від берегової лінії («відокремлений»). Вони часто будуються з каменю, як звичайні гавані хвилерізи або причали і можуть бути сегментованими (рис.10.17). Недоліками є відносно високі витрати на будівництво та обслуговування та незручність/небезпека для плавців і невеликих човнів. хвилерізи або виникли (гребінь вище MSL), або занурені (гребінь нижче MSL), див. Рис. 10.16.

Малюнок 10.18: З'єднана система хвилерізу, що містить два окремих берега нормальних занурених хвилерізів у Сонячних островах, США. Зверніть увагу на вислини біля узбережжя, за хвилерізами. Орто- фотографії, отримані в січні 2009 року. Від Геологічної служби США

Відомо, що з'явилися окремі хвилерізи з рівнем гребеня значно вище MSL, як відомо, посилюють аккрецію в їх Лі і успішно були прийняті для берегової охорони протягом багатьох десятиліть. З естетичної точки зору заглиблені хвилерізи віддають перевагу поверхневим конструкціям (див. Рис. 10.18). Однак занурені хвилерізи призвели до посиленої ерозії берегової лінії в ряді випадків (Ranasinghe & Turner, 2006; Van Rijn, 2010). Нижче ми окремо обговоримо морфологічний вплив виникли та занурених хвилерізів.

Виникли окремі хвилерізи

Більшість з'явилися хвилерізів були побудовані вздовж мікро-приливних пляжів в Японії, в США і вздовж Середземного моря. Мало хто був побудований вздовж відкритих, оголених мезо-приливних і макро-приливних пляжів. У тіньовій зоні за структурами стимулюється розвиток томболо. Керівні механізми цього нарощування берегової лінії розглядалися в секті. 8.4.3.

Оскільки з'явилися хвилерізи ефективні для зменшення пропускної здатності прибережних відкладень транс-портів у своїй тіні, структурна прибережна ерозія може бути вирішена за допомогою серії з'явилися берегово-паралельних морських хвилерізів, як на рис. 10.17. На прикладі рис. 10.7 транспортування осаду в поперечному перерізі через точку В повинен бути зменшений від\(S_B\) до\(S_A\) (але не до нуля, щоб уникнути надмірно великої ерозії зі сторони обриву). Тому або в районі поблизу морського хвилерізу поблизу B, або в районі моря від цього хвилерізу потрібен ненульовий транспорт осаду. Виразний відбувається для не надто великого негативного довгого транспортного градієнта позаду хвилерізу, але все ще дозволяє транспортувати осад через тіньову зону позаду хвилерізу до пляжів. А томболо перешкоджає цьому.

Малюнок 10.19: Окремі берегові паралельні хвилерізи.

Тип пляжної планаформи, що розвивається, сильно залежить від розмірів і геометрії (довжина хвилерізу\(L\), відстань від моря до початкової берегової лінії\(D\) і довжина проміжку між сегментами\(L_{\text{gap}}\), див. Рис. 10.19). Bricio et al. (2008) проаналізували 27 окремих проектів хвилерізу вздовж північно-східного узбережжя Каталонії (майже без припливів) Іспанії на основі до- та післяпроектних аерофотознімків. Офшорні відстані\(D\) знаходяться в діапазоні від 80 м до 230 м, а довжина хвилерізу (виникла)\(L\) в діапазоні від 60 м до 240 м\(0.5 < L/D < 1.3\).\(L/D > 1.3\) Ці висновки в цілому відповідають іншим емпіричним відносинам. У секті. 8.4.3 ми припустили формування томболо на\(L/D > 2\) основі незаважаючих дифракційних моделей.

Навпаки щілин може виникнути ерозія берегової лінії, якщо щілини досить великі (скажімо\(L_{\text{gap}} / L > 1\), 1,5).

З вищесказаного випливає, що оптимально виникли хвилерізи в плані берегової охорони будуються впритул до берега з високим рівнем гребеня і невеликими протяжностями проміжків, але така споруда багато в чому перекриє горизонт і не є привабливим в плані пляжного відпочинку.

Виниклі хвилерізи також певною мірою зменшують спричинену штормом ерозію пляжу та дюн. Однак рівень негазованої води під час шторму часто збільшується (штормовий сплеск, див. Розділ 5.6). Тому, залежно від рівнів гребеня вище MSL, приливного діапазону та рівнів штормового сплеску, великі штормові хвилі все ще можуть проходити над структурою, так що штормову ерозію неможливо повністю зупинити.

Занурені окремо стоячі хвилерізи

Приклади відомі з польових та лабораторних випробувань, в яких сильна ерозія утворюється на суші занурених хвилерізів. Наприклад, у Dean et al. (1997) описано яскравий приклад, коли застосування морських хвилерізів дає більше ерозії, ніж без цього заходу «захисту»: єдиний занурений хвилеріз, побудований на нижньому східному узбережжі Флориди (США), приблизно в 7 км на південь від входу в порт Палм-Біч був пізніше (1995) видалено через надмірну ерозію проблеми в Лі хвилеріз.

Занурений хвилеріз паралельно і на деякій відстані від берегової лінії, безсумнівно, зменшить висоту хвиль на землю зануреного хвилерізу (залежно від клімату хвилі, позиціонування та висоти гребеня щодо рівня нерухомої води). Що стосується виниклих структур, то це може призвести до зрощення позаду конструкції. Однак розрив хвиль на конструкції рухає течією з розходяться берегово-паралельними течіями в тіньовій зоні хвилерізу (див. Розділи. 5.5.7 і 8.4.3). Уздовж кінцевих ділянок (сегментованих) хвилерізів течії йдуть в сторону моря (див. Рис. 5.49). Ця поточна картина може транспортувати багато осаду за межі області та протидіяти аккреційній тенденції. Ерозійна схема струму стає сильнішою для зменшення відстані між хвилерізом та берегом. Отже, ерозія берегової лінії може виникнути, наприклад, якщо занурений хвилеріз побудований занадто близько до берега.

На жаль, поки що дуже мало керівних принципів для зануреного хвилерізу. Зрозуміло, що успішне застосування зануреного хвилерізу вимагає кращого розуміння реакції берегової лінії. Будь-яка спроба зрозуміти і моделювати морфодинамічний вплив (занурених) структур вимагає чіткого розгляду складних циркуляційних струмів.

Занурені конструкції мають лише обмежений вплив на ерозію, спричинену штормом, оскільки можна очікувати, що більшість штормових хвиль пройдуть над структурою та атакують фронт дюни або скелі. Додаткове пляжне харчування може знадобитися для боротьби з місцевою штормовою ерозією берегової лінії, особливо навпроти прогалин, де в умовах шторму велика кількість осаду може безповоротно переноситися на море.

Іноді занурені хвилерізи будуються як підвіконня між кінчиком гройнів для підтримки морського пальця пляжних наповнювачів (розташовані пляжі, див. Рис. 10.39).

На закінчення в цьому пункті були обговорені морфологічні наслідки відокремленого берегового паралельного морського хвилерізу. Тонка настройка серії морських хвилерізів є дуже складним завданням, особливо для занурених хвилерізів. Хвилі з різних напрямків і приливні ефекти (рівень води і течії) також серйозно ускладнюють ситуацію. Успішний проект може включати початковий етап проектування, заснований на математичному та фізичному моделюванні, тестування конструкції за допомогою пілотного проекту поля, включаючи детальну програму моніторингу та точну настройку конструкції шляхом зміни довжини хвилеру на основі польового досвіду.

Якщо занурений або низькочубатий виник хвилеріз не спроектований належним чином, можуть легко виникнути додаткові негативні морфологічні ефекти, такі як місцева розмивання та ерозія берегової лінії. Слід додатково приділити увагу пом'якшенню зниженої (лісайдній) ерозії. Це може бути встановлено шляхом створення перехідної зони з поступовим збільшенням довжини щілин і/або зменшенням рівнів гребеня. Крім того, можуть знадобитися заходи захисту від місцевого розмивання ніг перед хвилерізом, як і для морських стін (див. Розділ. 10.6.2).