Groynes

Acest articol descrie caracteristicile, posibilele efecte și diferitele tipuri de grohotișuri care se extind de la țărm în mare. Groynele sunt exemple de structuri dure de protecție costieră care au ca scop protejarea țărmului de eroziunea costieră. O tratare mai detaliată a efectelor groinilor este prezentată în Groini ca protecție a țărmului.

Introducere

Un groyne este o structură activă care se extinde de la țărm în mare, cel mai adesea perpendicular sau ușor oblic pe linia țărmului. Aprovizionarea adecvată cu sedimente și existența unui transport de sedimente longshore mediu-puternic sunt condiții majore ale eficienței groinilor.

Funcția principală a unui groin este de a capta și de a reține o parte din sedimentele care se deplasează (în principal în direcția longshore) în zona de surf.

După cum au arătat experimentele, groinii disipă parțial energia mișcării apei în condiții de valuri slabe și moderate, ceea ce duce la acumularea liniei de țărm în derivă. Cu toate acestea, atunci când valurile de furtună se apropie de țărm mai mult sau mai puțin perpendicular, rolul protector al spalierilor scade și o parte a plajei este spulberată (a se vedea Cauze naturale ale eroziunii costiere).

Deși spalierele sunt utilizate pe scară largă, este o soluție îndoielnică atunci când sunt aplicate ca unică măsură de protecție a țărmului, din cauza eroziunii importante a părții de sub vânt. O soluție cu grohotiș poate fi eficientă dacă este aplicată în combinație cu alte măsuri (soft) de protecție a țărmului, cum ar fi alimentarea artificială a plajei sau alimentarea țărmului.

Efectele grohotișurilor asupra liniei țărmului

Designul grohotișului (forma în plan, lungimea, înălțimea, profilul transversal al țărmului, înclinația) influențează impactul asupra morfologiei țărmului; impactul depinde, de asemenea, de nivelul apei mării, climatul valurilor și aprovizionarea cu sedimente în zona de surf.

Figura 1: Schema interacțiunii dintre grohotișuri, valuri, curenți și țărm

Protejarea țărmului prin utilizarea unui singur grohotiș este cel mai adesea ineficientă. Prin urmare, protecția țărmului cu ajutorul geamandurilor este în general concepută ca un grup care cuprinde de la câteva până la zeci de structuri individuale (a se vedea Groynes as shore protection). În figura 1 este prezentată o schemă de geamanduri care interacționează între ele.În timp ce un singur geamandură produce eroziune costieră pe partea de sub vânt a structurii, în cazul unui grup de geamanduri eroziunea este deplasată pe partea de sub vânt a întregului sistem. Eroziunea se observă, de asemenea, în imediata vecinătate a structurilor, în special atunci când direcția dominantă a valurilor este perpendiculară pe țărm. Acumularea de apă între grohotișuri induce fluxuri de compensare de-a lungul structurilor, provocând eroziunea locală a fundului mării și pierderea de nisip în apele adânci. În timpul furtunilor puternice, grohotișurile sunt „scurte” în comparație cu lățimea zonei de surf, iar eroziunea are loc în jurul lor. În condiții de valuri ușoare, groynele devin „lungi” (lungime comparabilă cu lățimea zonei de surf), favorizând astfel acumularea de nisip în derivă și lărgirea plajei. Ar trebui evitată pierderea contactului dintre un groyne și țărm. În acest caz, se generează fluxuri longshore între linia țărmului și rădăcina groinelor. Aceste fluxuri determină spălarea plajei.

Caracteristicile groinilor

Figura 2 Tipuri și forme de groini

O alegere adecvată a formelor, dimensiunilor și amplasării groinilor este crucială pentru eficiența protecției țărmului. Lungimea groinelor este, de obicei, legată de lățimea medie a zonei de valuri și de spațierea longitudinală în câmpul groinelor. Lungimea activă a groinelor crește odată cu creșterea unghiului de incidență a valurilor. Groynele sunt mai eficiente dacă nu rețin întregul flux de sedimente longshore. Numeroase cercetări și observații sugerează că extinderea spre mare a groynes-urilor nu ar trebui să depășească 40-50% din lățimea zonei de valuri de furtună. Eficacitatea digurilor de protecție depinde, de asemenea, de permeabilitatea acestora. Șanțurile care sunt fie permeabile din punct de vedere structural, fie scufundate (permanent sau în timpul nivelurilor ridicate ale apei) permit trecerea mai multor sedimente de-a lungul țărmului, în comparație cu șanțurile impermeabile sau înalte.

Înălțimea șanțurilor influențează cantitatea de transport de sedimente pe țărm prinse de șanțuri. Același groyne poate acționa fie ca structură emergentă, fie ca structură scufundată (figura 2a), în funcție de modificările nivelului apei datorate mareelor și valurilor de furtună. În general, groynele sunt proiectate să iasă la aproximativ hs=0,5-1,0 m deasupra nivelului mediu al mării (MSL). Groynele care sunt prea înalte cauzează reflectarea valurilor, ceea ce are ca rezultat o spălare locală. Având în vedere forma în plan, digurile de protecție pot fi drepte, îndoite sau curbe, precum și în formă de L, T sau Y. Cele mai populare forme și tipuri de grohotișuri sunt reprezentate schematic în figura 2.

Tipuri de grohotișuri

În termeni structurali, se poate face distincția între grohotișuri din lemn, grohotișuri din palplanșe, grohotișuri din beton, grohotișuri din dărâmături realizate din blocuri de beton sau pietre și grohotișuri construite din geobagoane umplute cu nisip.

Granițe din lemn

Figura 3. Exemplu de grohotiș cu două rânduri de piloți în Peninsula Hel (Marea Baltică)

Grohotișurile din lemn sunt cel mai adesea structuri de palisadă cu unul sau două rânduri. Influența groinelor cu piloți de lemn în formă de T asupra țărmului (eroziune locală pe partea aflată sub vânt și acumulare pe partea aflată în derivă) este ilustrată în figura 3. Groynele de lemn cu un singur rând sunt, în general, structuri parțial permeabile; permeabilitatea reduce eroziunea pe partea de sub vânt și previne circulația nedorită a apei în apropierea țărmului. Ghișeele din lemn sunt ieftine, dar durata lor de viață este destul de scurtă.

Ghișeele din oțel

Ghișeele din oțel constau cel mai adesea din palplanșe verticale, simple sau duble, cu diverse profile, amplasate perpendicular pe linia țărmului. Acestea sunt structuri impermeabile. Experimentele au arătat că grohotișurile realizate din pereți de palplanșe simple nu sunt durabile, din cauza coroziunii materialului și a abraziunii cauzate de nisipul în mișcare. În plus, încărcarea cu gheață este foarte dăunătoare, provocând instabilitatea și cedarea piloților din tablă de oțel. Structurile masive mixte, formate din oțel și beton, sunt mult mai stabile și mai durabile.

Groiene din elemente de beton

Figura 4 Groiană din beton, Ucraina (Marea Neagră)

Groienele construite din blocuri de beton armat fac parte dintre cele mai stabile și mai durabile structuri de coastă. Din cauza greutății lor considerabile, elementele care compun o astfel de groapă necesită existența unor condiții de sol adecvate și o fundație corespunzătoare. Un exemplu de groapă alcătuită din elemente din beton armat este prezentat în figura 4.

Groiene cu bulgăre de aer și groiene construite din geobagoane umplute cu nisip

Groiene cu bulgăre de aer sunt structuri de protecție costieră aplicate pe scară largă. Ele sunt construite fie ca movile de pietre libere, fie ca movile de diverse unități de blindaj, de exemplu tetrapode. Aceste grohotișuri sunt adesea structuri mixte, întărite în interior de o palplanșă. Ele sunt masive, durabile și impermeabile. Grohotișurile cu movile de moloz sunt avantajoase în comparație cu grohotișurile din oțel, beton și lemn, deoarece disipă mai bine energia valurilor și a curenților.

Grohotișurile construite din saci suprapuse de nisip sau umplute cu pământ ar trebui luate în considerare ca o măsură de protecție pe termen scurt. Sunt necesare unele măsuri suplimentare de protecție, în special la capul groinelor. Sub saci ar trebui să se utilizeze o pânză specială de filtrare pentru a reduce așezarea pe fundul moale. Acest tip de grohotișuri necesită saci mari (mai grei de 50 kg), chiar dacă sacii mari sunt mai greu de manevrat și necesită umplere la fața locului.

Exemple de secțiuni transversale de grohotișuri cu movile de moloz și de grohotișuri cu saci umpluți cu nisip sunt prezentate în figura 2.

• Groiene ca protecție a țărmului
• Groiene deteriorate
• Structuri dure de protecție costieră
• Cauzele umane ale eroziunii costiere
• Cauzele naturale ale eroziunii costiere
• Afacerea cu eroziunea costieră
• Creșterea și eroziunea pentru diferite tipuri de coastă
• Decroșurile portuare și eroziunea costieră
• Gestionarea liniei de coastă
• Stabilitatea digurilor de protecție și a digurilor de protecție a malurilor
• Stabilitatea digurilor de protecție și a digurilor de protecție a malurilor
• Sand…filled geosystems in coastal engineering

• Pentru alte articole ale acestui autor, vezi Categorie:Articole de Zbigniew Pruszak
• Pentru o prezentare generală a contribuțiilor acestui autor, vezi Special:Contribuții/Pruszak ZBIGNIEW ZBIGNIEW

.