Spărgător (structură) - Breakwater (structure)

Alamitos Bay , California , canalul de intrare. Spargătoarele creează porturi mai sigure, dar pot prinde și sedimentele care se deplasează de-a lungul coastei.
Spărgător în construcție în Ystad , 2019
Un spărgător în Haukilahti , Espoo , Finlanda .

Spărgătorii sunt structuri construite în apropierea coastelor ca parte a managementului litoral sau pentru a proteja un ancoraj de efectele atât ale vremii, cât și ale plutirii la mare .

Scopuri

Barra da Tijuca - Rio de Janeiro

Spargătoarele reduc intensitatea acțiunii valurilor în apele de la mal și oferă astfel un port sigur. Spărgătorii pot fi, de asemenea, structuri mici concepute pentru a proteja o plajă ușor înclinată pentru a reduce eroziunea de coastă ; acestea sunt plasate la 100–300 picioare (30–90 m) în larg în apă relativ puțin adâncă.

O ancorare este sigură numai dacă navele ancorate acolo sunt protejate de forța valurilor puternice de o structură mare pe care o pot adăposti în spate. Porturile naturale sunt formate din bariere precum promontorii sau recife . Porturile artificiale pot fi create cu ajutorul digurilor. Porturile mobile, cum ar fi porturile Mulberry din ziua D , au fost plutite în poziție și au acționat ca diguri. Unele porturi naturale, cum ar fi cele din Plymouth Sound , Portland Harbor și Cherbourg , au fost îmbunătățite sau extinse de diguri din stâncă.

Tipuri

Tipurile de diguri includ dig de perete vertical, dig de movilă și movilă cu suprastructură sau dig de compozit.

Spărgător în Trzęsacz, Polonia.

O structură de dig este proiectată să absoarbă energia valurilor care o lovesc, fie folosind masă (de exemplu, cu chesoane), fie utilizând o pantă de revetment (de exemplu, cu unități de armură de piatră sau beton).

În ingineria de coastă , o revopsire este o structură sprijinită de teren, în timp ce un dig este o structură susținută de mare (adică apă pe ambele părți).

Moloz

Spărgătoarele de movile de moloz utilizează goluri structurale pentru a disipa energia undelor. Spărgătoarele de movilă de moloz constau din grămezi de pietre mai mult sau mai puțin sortate în funcție de greutatea lor unitară: pietre mai mici pentru miez și pietre mai mari ca strat de armură care protejează miezul de atacul valurilor. Unitățile de armură din rocă sau beton din exteriorul structurii absorb cea mai mare parte a energiei, în timp ce pietrișurile sau nisipurile împiedică continuarea energiei valurilor prin miezul digului. Pante ale masei sunt de obicei cuprinse între 1: 1 și 1: 2, în funcție de materialele utilizate. În apele de mică adâncime, digurile de revărsare sunt de obicei relativ ieftine. Pe măsură ce adâncimea apei crește, cerințele materiale - și, prin urmare, costurile - cresc semnificativ.

Cheson

Spărgătoarele de cheson au de obicei laturi verticale și sunt de obicei ridicate acolo unde este de dorit să se acosteze unul sau mai multe vase pe fața interioară a digului. Folosesc masa chesonului și umplutura din el pentru a rezista forțelor de răsturnare aplicate de valurile care le lovesc. Acestea sunt relativ scumpe de construit în apă puțin adâncă, dar în locurile mai adânci pot oferi o economie semnificativă față de digurile de revărsare.

O movilă suplimentară de moloz este uneori plasată în fața structurii verticale pentru a absorbi energia undelor și a reduce astfel reflexia undelor și presiunea undelor orizontale pe peretele vertical. Un astfel de design oferă o protecție suplimentară pe partea mării și un perete de chei pe partea interioară a digului, dar poate îmbunătăți depășirea valurilor.

Cheson absorbant de valuri

Un concept similar, dar mai sofisticat, este un cheson care absoarbe valurile, incluzând diverse tipuri de perforații în peretele frontal.

Astfel de structuri au fost folosite cu succes în industria petrolieră offshore, dar și în proiecte de coastă care necesită structuri destul de scăzute (de exemplu, pe o promenadă urbană, unde vederea la mare este un aspect important (de exemplu, Beirut și Monaco)). În acesta din urmă, un proiect este în prezent în desfășurare la Anse du Portier, incluzând 18 chesoane înalte de 27 m (89 ft) absorbante de unde.

Atenuator de unde

Atenuatoarele de undă constau din elemente de beton plasate orizontal la un picior sub suprafața liberă, poziționate de-a lungul unei linii paralele cu coasta. Atenuatoarele de undă au patru plăci orientate spre mare, o placă verticală și două plăci orientate spre uscat; fiecare placă este separată de următoarea printr-un spațiu de 200 milimetri (7,9 in). Șirul de patru plăci orientate spre mare și două la sol reflectă valul în larg prin acțiunea volumului de apă situat sub acesta care, făcut să oscileze sub efectul valului incident, creează valuri în opoziție de fază cu valul incident în aval. din lespezi.

Unități de armură spargere

Informații suplimentare: bloc de beton care disipează valurile

Pe măsură ce înălțimile valurilor de proiectare devin mai mari, spargerile movilelor de moloz necesită unități de armură mai mari pentru a rezista forțelor valurilor. Aceste unități de armură pot fi formate din beton sau rocă naturală. Cea mai mare clasificare standard pentru unitățile de armură de rocă prezentată în CIRIA 683 „The Rock Manual” este de 10–15 tone. Pot fi disponibile gradații mai mari, dar dimensiunea finală este limitată în practică de proprietățile naturale de fractură ale rocii disponibile la nivel local.

Unitățile blindate de beton în formă (cum ar fi Dolos , Xbloc , Tetrapod etc.) pot fi furnizate în aproximativ 40 de tone (de exemplu , Jorf Lasfar , Maroc), înainte de a deveni vulnerabile la daune cauzate de greutatea proprie, de impactul valurilor și de fisurarea termică a forme complexe în timpul turnării / întăririi. În cazul în care sunt necesare cele mai mari unități de armură pentru cele mai expuse locații în apă foarte adâncă, unitățile de armură sunt cel mai adesea formate din cuburi de beton, care au fost utilizate până la ~ 195 tone pentru vârful digului de la Punta Langosteira lângă La Coruña, Spania.

Proiectarea preliminară a dimensiunii unității de armură este adesea întreprinsă folosind ecuația Hudson, Van der Meer și mai recent Van Gent și colab .; aceste metode sunt descrise în CIRIA 683 „The Rock Manual” și în Corpul de ingineri al armatei Statelor Unite în manualul de inginerie costieră (disponibil gratuit online) și în alte părți. Pentru proiectarea detaliată, utilizarea modelelor hidraulice fizice la scară rămâne cea mai fiabilă metodă pentru prezicerea comportamentului real al acestor structuri complexe.

Simulare 3D a mișcării undelor lângă un perete marin. MEDUS (2011) Divizia de inginerie marină a Universității din Salerno.
Aceeași mișcare de undă la digul Visby din Suedia .

Consecințe neintenționate

Spargătoarele pot fi deteriorate și depășite în timpul furtunilor severe. Unele pot avea, de asemenea, efectul de a crea tipuri unice de valuri care să atragă surferii, cum ar fi The Wedge la digul Newport.

Efectele sedimentelor

Disiparea energiei și a apei relative calme create în digul digurilor încurajează adesea acumularea de sedimente (conform proiectului schemei de diguri). Cu toate acestea, acest lucru poate duce la acumularea excesivă de salient, rezultând în formarea de tombolo , care reduce deviația lungă a țărmului spre malul digurilor. Această captare a sedimentelor poate provoca efecte adverse în josul-deriva a digurilor, ducând la înfometarea sedimentelor de plajă și la creșterea eroziunii costiere . Acest lucru poate duce apoi la o protecție tehnică suplimentară necesară în josul-derivării dezvoltării digului. Acumularea de sedimente în zonele din jurul digurilor poate provoca zone plate cu adâncimi reduse, ceea ce schimbă peisajul topografic al fundului mării.

Formațiile evidente ca rezultat al digurilor sunt o funcție a distanței pe care sunt construite digurile de coastă, direcția în care valul lovește digul și unghiul la care este construit digul (în raport cu coasta). Dintre acestea trei, unghiul la care este construit digul este cel mai important în formarea proiectată a salientelor. Unghiul la care este construit digul determină noua direcție a valurilor (după ce au lovit digurile) și, la rândul său, direcția în care sedimentul va curge și se va acumula în timp.

Efecte asupra mediului

Heterogenitatea redusă a peisajului de pe fundul mării introdusă de diguri poate duce la reducerea abundenței și diversității speciilor în ecosistemele înconjurătoare. Ca urmare a heterogenității reduse și a adâncimilor scăzute pe care le produc digurile din cauza acumulării sedimentelor, expunerea la UV și temperatura în apele înconjurătoare cresc, ceea ce poate perturba ecosistemele înconjurătoare.

Trei din cele patru diguri care formează Portland Harbor
Cele opt diguri offshore de la Elmer, Marea Britanie

Dar, ca un fel de spălătorie ecologică, spargerile din grămadă din cauza ocupării unei zone mici nu sunt dăunătoare pentru viața sălbatică a mării.

Construirea digurilor detasate

Există două tipuri principale de diguri offshore (numite și diguri detașate): unice și multiple. Singur, așa cum sugerează și numele, înseamnă că digul este format dintr-o singură barieră neîntreruptă, în timp ce mai multe diguri (în număr de la două la douăzeci) sunt poziționate cu goluri între (160-980 picioare sau 50-300 metri). Lungimea decalajului este guvernată în mare parte de lungimile de undă care interacționează. Apele pot fi fixe sau plutitoare și impermeabile sau permeabile pentru a permite transferul sedimentelor către țărm de structuri, alegerea depinzând de marea și adâncimea apei. Ele constau de obicei din bucăți mari de piatră (granit) cântărind până la 10-15 tone fiecare, sau movilă de moloz. Proiectarea lor este influențată de unghiul de abordare al undelor și de alți parametri de mediu. Construcția digului poate fi paralelă sau perpendiculară pe coastă, în funcție de cerințele țărmului.

Locații notabile

Vezi si

Referințe

linkuri externe