Groynes
Tämä artikkeli kuvaa ominaisuuksia, mahdollisia vaikutuksia ja erityyppisiä rannasta mereen ulottuvia aallonmurtajia. Aallonmurtajat ovat esimerkkejä rannikon kovista suojarakenteista, joiden tarkoituksena on suojata rantaviivaa rannikkoeroosiolta. Aallonmurtajien vaikutuksia käsitellään yksityiskohtaisemmin kohdassa Aallonmurtajat rannansuojana.
Esittely
Aallonmurtaja on aktiivinen rakenne, joka ulottuu rannasta mereen ja on useimmiten kohtisuorassa tai hieman vinossa rantaviivaan nähden. Riittävä sedimentin tarjonta ja keskivahva pitkittäissuuntainen sedimentin kulkeutuminen rannikolla ovat tärkeimpiä edellytyksiä groynien tehokkuudelle.
Groynien päätehtävä on ottaa kiinni ja pidättää osa (pääasiassa pitkittäissuuntaisesti) surffivyöhykkeellä liikkuvasta sedimentistä.
Kokeissa on havaittu, että groyniitit haihduttavat veden liikkeen energiaa heikkojen ja keskivahvojen aaltoiluolosuhteiden vallitessa ja johtavat ylöspäin nousevaan rantaviivaan kertymiseen. Kun myrskyaallot kuitenkin lähestyvät rantaa enemmän tai vähemmän kohtisuoraan, groysien suojaava merkitys vähenee ja osa rannasta huuhtoutuu pois (ks. Rannikkoeroosion luonnolliset syyt).
Vaikka groyneja käytetäänkin laajalti, se on kyseenalainen ratkaisu, kun sitä käytetään ainoana rantojen suojaustoimenpiteenä, koska lee-sivun eroosio on merkittävä. Aallonmurtajaratkaisu voi olla tehokas, jos sitä sovelletaan yhdessä muiden (pehmeiden) rantojensuojelutoimenpiteiden, kuten keinotekoisen rannankorjauksen tai rantaravinteiden kanssa.
Aallonmurtajien vaikutukset rantaviivaan
Aallonmurtajien muotoilu (tasomuoto, pituus, korkeus, poikkirantaprofiili, kaltevuus) vaikuttaa vaikutukseen rantamorfologiaan; vaikutus riippuu myös meriveden pinnankorkeudesta, aallokon ilmapiiristä ja surffausvyöhykkeellä olevasta sedimentin tarjonnasta.
Kuva 1: Kaavio groysien, aaltojen, virtausten ja rannan vuorovaikutuksesta
Rannan suojaaminen yhdellä groyniellä on useimmiten tehotonta. Sen vuoksi rantojen suojaaminen groyneilla suunnitellaan yleensä ryhmänä, joka koostuu muutamasta tai kymmenistä yksittäisistä rakenteista (ks. Groyniitit rantojen suojaamiseen). Kuvassa 1 on esitetty vuorovaikutteisten groynien järjestelmä. Yksittäinen groyni aiheuttaa rantaeroosiota rakenteen lee-puolella, kun taas groynien ryhmässä eroosio siirtyy koko järjestelmän lee-puolelle. Eroosiota havaitaan myös rakenteiden välittömässä läheisyydessä erityisesti silloin, kun vallitseva aallon suunta on kohtisuorassa rantaan nähden. Veden kerääntyminen groysien väliin aiheuttaa kompensoivia virtauksia rakenteita pitkin, mikä aiheuttaa paikallista merenpohjan eroosiota ja hiekan häviämistä syvänteisiin. Voimakkaiden myrskyjen aikana karikot ovat ”lyhyitä” verrattuna aallokon leveyteen, ja eroosiota tapahtuu niiden ympärillä. Lievissä aallokko-olosuhteissa groyneista tulee ”pitkiä” (pituus verrattavissa aallokkoalueen leveyteen), mikä edistää hiekan kerääntymistä ylöspäin ja rannan levenemistä. Yhteyden katkeamista kynnöksen ja rannan välillä olisi vältettävä. Tällöin syntyy pitkittäisvirtauksia rantaviivan ja tyynin juuren välille. Aallonmurtajan pituus suhteutetaan yleensä aallokon keskileveyteen ja aallonmurtajakentän pitkittäiseen rantaväliin. Aallokon aktiivinen pituus kasvaa aallon tulokulman kasvaessa. Aallonmurtajat ovat tehokkaimpia, jos ne eivät pidätä koko pitkän rannikon sedimenttivirtaa. Lukuisat tutkimukset ja havainnot viittaavat siihen, että groynien laajuus merelle päin ei saisi ylittää 40-50 prosenttia myrskytörmävyöhykkeen leveydestä. Aallonmurtajien tehokkuus riippuu myös niiden läpäisevyydestä. Rakenteellisesti läpäisevät tai (pysyvästi tai korkean vedenkorkeuden aikana) veden alle upotetut nivapenkereet päästävät enemmän sedimenttiä rannikkoa pitkin verrattuna läpäisemättömiin tai korkeisiin nivapenkereisiin.
Nivapenkereiden korkeus vaikuttaa nivapenkereiden vangitseman rannikkosedimentin kulkeutumisen määrään. Sama groyni voi toimia joko nousevana tai uppoavana rakenteena (kuva 2a) vuorovesien ja myrskytulvien aiheuttamien vedenkorkeuden muutosten mukaan. Yleensä aallonmurtajat suunnitellaan siten, että ne työntyvät noin hs=0,5-1,0 m keskimääräisen merenpinnan yläpuolelle. Liian korkealla olevat karikot aiheuttavat aaltojen heijastumista, mikä johtaa paikalliseen huuhtoutumiseen. Nivapenkereiden muoto voi olla suora, taivutettu tai kaareva sekä L-, T- tai Y-muotoinen. Yleisimmät muodot ja tyypit on esitetty kaaviomaisesti kuvassa 2.
Aluetyypit
Rakenteellisesti voidaan erottaa toisistaan puiset luiskat, paalutetut luiskat, betoniset luiskat, betonielementeistä tai -kivistä tehdyt röykkiöluiskat ja hiekkatäytteisistä geosäkeistä rakennetut luiskat.
Puurakenteiset groyniitit
Kuva 3. Esimerkki kaksirivisestä paalubyynistä Helin niemimaalla (Itämeri)
Puiset groyniitit ovat useimmiten yksi- tai kaksirivisiä paliskuntarakenteita. T-muotoisen puisen paalulaiturin vaikutus rantaan (paikallinen eroosio lee-puolella ja akkreditio ylöspäin suuntautuvalla puolella) on havainnollistettu kuvassa 3. Yksiriviset puupaalut ovat yleensä osittain läpäiseviä rakenteita; läpäisevyys vähentää lee-puolen eroosiota ja estää epätoivottua veden kiertoa rannikon läheisyydessä. Puurakenteiset paliskuoppa-aidat ovat halpoja, mutta niiden käyttöikä on melko lyhyt.
Teräksiset aitaukset
Teräksiset aitaukset koostuvat useimmiten pystysuorista yksittäis- tai kaksoispaaluista, joilla on erilaisia profiileja ja jotka on sijoitettu kohtisuoraan rantaviivaan nähden. Ne ovat läpäisemättömiä rakenteita. Kokeet ovat osoittaneet, että yksittäisistä paaluseinistä valmistetut groynet eivät ole kestäviä materiaalin korroosion ja liikkuvan hiekan aiheuttaman hankauksen vuoksi. Lisäksi jääkuormitus on erittäin haitallista, sillä se aiheuttaa teräspeltipaalujen epävakautta ja rikkoutumista. Teräksestä ja betonista koostuvat massiiviset sekarakenteet ovat paljon vakaampia ja kestävämpiä.
Betonielementeistä rakennetut groyniitit
Kuvio 4. Betonirakenteiset groyniitit Ukrainassa (Mustallamerellä)
Betonilohkareista rakennetut groyniititit lukeutuvat stabiilimpiin ja kestävimpiin rannikkorakentamiseen. Huomattavan painonsa vuoksi tällaisen groynen muodostavat elementit edellyttävät sopivia maaperäolosuhteita ja asianmukaista perustusta. Kuvassa 4 on esimerkki teräsbetonielementeistä koostuvasta groynesta.
Kuplamuotoiset groynet ja hiekkatäytteisistä geosäkeistä rakennetut groynet
Kuplamuotoiset groynet ovat laajalti käytettyjä rannikon suojarakenteita. Ne rakennetaan joko irtokivikumpareina tai erilaisista panssariyksiköistä, esim. tetrapodista, koostuvina kumpareina. Aallonmurtajat ovat usein sekarakenteita, jotka on vahvistettu sisäpuolelta arkkipaaluilla. Ne ovat massiivisia, kestäviä ja läpäisemättömiä. Murskekumpujen muodostamat groyniitit ovat edullisempia kuin teräs-, betoni- ja puiset groyniitit, koska ne haihduttavat paremmin aaltojen ja virtausten energiaa.
Pinotetuista hiekka- tai maantäytteisistä säkkeistä rakennettuja groyneja olisi harkittava lyhytaikaisena suojaustoimenpiteenä. Jotkin lisäsuojatoimenpiteet ovat tarpeen, erityisesti groynen kärjen kohdalla. Säkkien alla olisi käytettävä erityistä suodatinkangasta, joka vähentää laskeutumista pehmeillä pohjilla. Tämäntyyppiset groyniitit edellyttävät suuria säkkejä (painavampia kuin 50 kg), vaikka suuria säkkejä on vaikeampi käsitellä ja ne on täytettävä paikan päällä.
Kuvassa 2 on esitetty esimerkkejä kivimurska- ja hiekkatäytteisten säkkigyynien poikkileikkauksista.
- Gryynit rantojen suojana
- Pilaantuneet groynit
- Kovat rantojensuojelurakenteet
- Ihmisperäiset syyt rantaeroosioon
- Luonnonperäiset syyt rantaeroosioon
- Rannikkoeroosion käsitteleminen. Rannikkoeroosio
- Eroosio ja eroosio eri rannikkotyypeillä
- Satamien aallonmurtajat ja rannikkoeroosio
- Rantaviivan hallinta
- Murskekumpujen aallonmurtajien ja rantatörmien kestävyys
- Sand-filled geosystems in coastal engineering
Huomaa, että myös muut ovat saattaneet muokata tämän artikkelin sisältöä.
- Tämän kirjoittajan muut artikkelit löytyvät kohdasta Luokka:Artikkelit Zbigniew Pruszak
- Yleiskatsaus tämän kirjoittajan kirjoituksiin löytyy kohdasta Erikois:Kirjoitukset/Pruszak ZBIGNIEW
.
Leave a Reply