Groynes

Tento článek popisuje funkce, možné účinky a různé typy hrází, které se táhnou od břehu do moře. Groynes jsou příkladem tvrdých pobřežních ochranných staveb, jejichž cílem je chránit pobřeží před pobřežní erozí. Podrobnější pojednání o účincích groyn je uvedeno v článku Groynes as shore protection.

Úvod

Greyna je aktivní stavba vystupující z pobřeží do moře, nejčastěji kolmo nebo mírně šikmo k pobřežní čáře. Dostatečný přísun sedimentů a existence středně silného podélného transportu sedimentů jsou hlavními podmínkami účinnosti groynes.

Hlavní funkcí groynes je zachycení a zachycení části sedimentů pohybujících se (převážně v podélném směru) v příbojové zóně.

Jak ukázaly experimenty, groynes částečně rozptylují energii pohybu vody při slabém a středním vlnění, což vede k akumulaci stoupajícího břehu. Když se však bouřkové vlny přibližují k pobřeží víceméně kolmo, ochranná role groynes klesá a část pláže je odplavena (viz Přírodní příčiny pobřežní eroze).

Přestože jsou groynes hojně využívány, je jejich použití jako jediného opatření na ochranu pobřeží pochybné, protože dochází k významné erozi závětrné strany. Řešení pomocí groyn může být účinné, pokud se použije v kombinaci s jinými (měkkými) opatřeními na ochranu pobřeží, jako je umělé zpevnění pláže nebo zpevnění břehu.

Vliv groyn na pobřeží

Konstrukce groyn (půdorys, délka, výška, příčný profil, sklon) ovlivňuje dopad na morfologii pobřeží; dopad závisí také na hladině mořské vody, vlnobití a zásobě sedimentů v příbojové zóně.

Obrázek 1: Schéma interakce groynes, vln, proudů a pobřeží

Ochrana pobřeží pomocí jediné groynes je většinou neúčinná. Proto se ochrana břehu pomocí hrází obvykle navrhuje jako skupina sestávající z několika až desítek jednotlivých konstrukcí (viz Hráze jako ochrana břehu). Schéma vzájemně se ovlivňujících hrází je znázorněno na obrázku 1. Zatímco jediná hráz způsobuje erozi pobřeží na závětrné straně stavby, v případě skupiny hrází se eroze přesouvá na závětrnou stranu celého systému. Eroze je pozorována také v bezprostřední blízkosti staveb, zejména pokud je dominantní směr vln kolmý k pobřeží. Akumulace vody mezi hrázemi vyvolává kompenzační proudění podél struktur, což způsobuje místní erozi mořského dna a únik písku do hluboké vody. Při silných bouřích jsou hráze v porovnání s šířkou příbojové zóny „krátké“ a v jejich okolí dochází k erozi. Při mírném vlnobití jsou hráze „dlouhé“ (délka srovnatelná s šířkou příbojové zóny), což podporuje akumulaci unášeného písku a rozšiřování pláže. Je třeba zabránit ztrátě kontaktu mezi groynou a břehem. V takovém případě se mezi břehovou linií a kořenem grotny vytvářejí podélné proudy. Tyto toky způsobují vymývání pláže.

Vlastnosti hrází

Obrázek 2 Typy a tvary hrází

Vhodná volba tvarů, rozměrů a umístění hrází má zásadní význam pro účinnost ochrany pobřeží. Délka hrází obvykle souvisí se střední šířkou příbojové zóny a s roztečí podélného břehu v poli hrází. Aktivní délka hráze se zvětšuje s rostoucím úhlem dopadu vln. Hráze jsou nejúčinnější, pokud nezachycují celý podélný tok sedimentů. Četné výzkumy a pozorování naznačují, že rozšíření hrází směrem k moři by nemělo přesáhnout 40-50 % šířky příbojové zóny. Účinnost hrází závisí také na jejich propustnosti. Hráze, které jsou buď strukturálně propustné, nebo ponořené (trvale nebo za vysokých vodních stavů), umožňují průchod většího množství sedimentů podél břehu ve srovnání s nepropustnými nebo vysokými hrázemi.

Výška hrází ovlivňuje množství podélného transportu sedimentů zachycených hrázemi. Stejná hráz může působit jako vynořená nebo ponořená struktura (obr. 2a) v závislosti na změnách hladiny vody způsobených přílivem a odlivem a bouřkovými přívaly. Obecně jsou hráze navrženy tak, aby vyčnívaly přibližně hs=0,5-1,0 m nad střední hladinu moře (MSL). Příliš vysoké hráze způsobují odraz vln, což vede k místnímu vymývání. S ohledem na tvar v půdorysu mohou být hráze přímé, ohnuté nebo zakřivené, stejně jako ve tvaru písmene L, T nebo Y. Nejoblíbenější tvary a typy hrází jsou schematicky znázorněny na obrázku 2.

Typy hrází

Z konstrukčního hlediska lze rozlišovat dřevěné hráze, štětovnicové hráze, betonové hráze, hráze z betonových bloků nebo kamenů a hráze z geobagrů naplněných pískem.

Dřevěné grotny

Obrázek 3. Příklad dvouřadé pilotové grotny na poloostrově Hel (Baltské moře)

Dřevěné grotny jsou nejčastěji jednořadé nebo dvouřadé palisádové konstrukce. Vliv dřevěné pilotové grotny ve tvaru písmene T na břeh (lokální eroze na závětrné straně a akumulace na stoupající straně) je znázorněn na obrázku 3. Jednořadé dřevěné hráze jsou obecně částečně propustné konstrukce; propustnost snižuje erozi na závětrné straně a zabraňuje nežádoucí cirkulaci vody v blízkosti pobřeží. Dřevěné palisádové hráze jsou levné, ale jejich životnost je poměrně krátká.

Ocelové hráze

Ocelové hráze se nejčastěji skládají ze svislých štětovnic, jednoduchých nebo dvojitých, s různými profily, umístěných kolmo k břehové čáře. Jedná se o nepropustné konstrukce. Experimenty ukázaly, že groynes z jednoduchých štětovnic nejsou trvanlivé kvůli korozi materiálu a abrazi pohybujícím se pískem. Kromě toho je velmi škodlivé zatížení ledem, které způsobuje nestabilitu a selhání ocelových štětovnicových pilot. Smíšené masivní konstrukce, které se skládají z oceli a betonu, jsou mnohem stabilnější a trvanlivější.

Groyny z betonových prvků

Obrázek 4 Betonová groyna, Ukrajina (Černé moře)

Groyny postavené z železobetonových bloků patří mezi nejstabilnější a nejtrvanlivější pobřežní konstrukce. Vzhledem ke své značné hmotnosti vyžadují prvky tvořící takovou groynu existenci vhodných půdních podmínek a vhodné založení. Příklad hráze složené ze železobetonových prvků je uveden na obrázku 4.

Hráze s bublinovým násypem a hráze postavené z geobagrů naplněných pískem

Hráze s bublinovým násypem jsou široce uplatňovanými konstrukcemi ochrany pobřeží. Budují se buď jako sypané valy z kamenů, nebo jako valy z různých pancéřových jednotek, např. tetrapodů. Tyto hráze jsou často smíšené konstrukce, uvnitř zpevněné štětovnicemi. Jsou masivní, odolné a nepropustné. Oproti ocelovým, betonovým a dřevěným hrázím jsou sutinové hráze výhodnější, protože lépe rozptylují energii vln a proudů.

Gráze postavené z naskládaných pytlů naplněných pískem nebo zeminou je třeba považovat za krátkodobé ochranné opatření. Některá další ochranná opatření jsou nezbytná, zejména v čele hráze. Pod vaky by měla být použita speciální filtrační tkanina, aby se snížilo usazování na měkkém dně. Tento typ hrází vyžaduje velké pytle (těžší než 50 kg), i když manipulace s velkými pytli je obtížnější a vyžaduje plnění na místě.

Příklady příčných řezů hrází z pytlů naplněných sutí a pískem jsou uvedeny na obrázku 2.

• Groté jako ochrana pobřeží
• Zhoršené grotény
• Tvrdé konstrukce na ochranu pobřeží
• Příčiny pobřežní eroze způsobené člověkem
• Přírodní příčiny pobřežní eroze
• Řešení pobřežní erozí
• Akrece a eroze u různých typů pobřeží
• Přístavní vlnolamy a pobřežní eroze
• Úprava pobřeží
• Stabilita suťových vlnolamů a pobřežních opevnění
• Sand-filled geosystems in coastal engineering

• Pro další články tohoto autora viz Category:Articles by Zbigniew Pruszak
• Pro přehled příspěvků tohoto autora viz Special:Contributions/Pruszak ZBIGNIEW

.