Rantaravinto

Rantaravinto on sopeutumistekniikka, jota käytetään pääasiassa reagoimaan rantaviivan eroosioon, vaikka tulvien vähentämisestä voi myös olla hyötyä. Se on pehmeä tekninen lähestymistapa rannikoiden suojeluun, jossa lisätään keinotekoisesti sopivanlaatuista sedimenttiä ranta-alueelle, jolla on sedimenttivajetta. Ravinnosta voidaan käyttää myös nimityksiä beach recharge, beach fill, täydennys, re-Nutrition ja beach feeding. Tämän teknologian kuvaus on peräisin Linham and Nichollsilta (2010).

kuvaus

rantamateriaalin lisääminen uusii ja pitää rannan leveydeltään myrskysuojana. Tätä lähestymistapaa käytetään pääasiassa hiekkarannoilla, mutta termillä voidaan viitata myös ravintoon päre-tai jopa suutareilla. Tavoitteena tulisi kuitenkin olla varmistaa, että ravintomateriaali on yhteensopiva olemassa olevan luonnollisen (tai alkuperäisen) rantamateriaalin kanssa (Reeve et al., 2004). Ravintoa käytetään usein yhdessä keinotekoisen dyyninluonnin kanssa.

rantaravinnon hyöty tulee aaltoenergian haihtumisesta; kun aallot vyöryvät rannalle ja hajoavat, ne menettävät energiaa. Erilaiset rantaprofiilit ja kaltevuudet vaikuttavat aaltoihin eri tavoin. Rannan poikkileikkausmuoto siis vaikuttaa sen kykyyn vaimentaa aaltoenergiaa. ”Haihduttava” ranta-joka haihduttaa melkoisesti aaltoenergiaa – on leveä ja matala, kun taas ”heijastava” ranta – ranta, joka heijastaa merta kohti tulevaa aaltoenergiaa-on jyrkkä ja kapea ja saavuttaa vain vähän aaltoenergian vaimenemista. Rantaravinnon logiikka on muuttaa rapistuva, heijastava ranta laajemmaksi, hajoavaksi rannaksi, mikä lisää aaltoenergian vaimenemista (ransk.2001).

rantaravinto auttaa haihduttamaan saapuvan aaltoenergian, minkä lisäksi se käsittelee sedimenttivajetta: eroosion perussyytä. Tämä saavutetaan tuomalla suuria määriä ranta-ainesta rannikon sedimenttibudjettiin ulkoisesta sedimenttilähteestä, jota kutsutaan myös lainauskohteeksi. Termiä ”sedimenttibudjetti” käytetään kuvaamaan tulevan ja lähtevän sedimentin välistä huolellista tasapainoa. Aivan kuten pankkitilillä, kun enemmän materiaalia lisätään kuin poistetaan, syntyy kertymä ja ranta rakentuu merta kohti; vastaavasti, kun enemmän materiaalia poistetaan kuin talletetaan, tapahtuu eroosiota (Morton, 2004). Ravinto korjaa sedimenttivajetta-eroosion aiheuttajaa-tuomalla suuria määriä ranta-ainesta rannikkosysteemiin. Tämä puolestaan voi saada rannan rakentumaan merta kohti.

on tärkeää huomata, että rantaravinto ei pysäytä eroosiota, vaan ainoastaan tuottaa sedimenttiä ulkoisesta lähteestä, johon eroosiovoimat vaikuttavat edelleen. Tässä mielessä rantaravinto on pikemminkin uhrautuva kuin kiinteä este rannikon eroosiota vastaan.

jatkuvat eroosiovoimat todennäköisesti palauttavat rannan tilaan, jossa tarvitaan uudelleenravintoa. Kuvassa 1 on ajan mittaan esitetty uimarannan tilavuus ravitulla rannalla Isossa-Britanniassa. Voidaan nähdä, että ajan myötä rannan tilavuus pienenee luonnollisen eroosion seurauksena. Kun Ranta pienenee kriittiseen määrään, on ryhdyttävä uudelleenravitsemiseen, jotta rannikon infrastruktuurille ei aiheutuisi vahinkoa.

voidaan käyttää useita ravintomenetelmiä, kuten ruoppaus, kuorma-autot tai kuljetinhihnat. Hiekka voidaan sijoittaa rannan leveyden laajentamiseksi tai vedenalaiseksi esiintymäksi, jota siirretään vähitellen rantaan aaltojen normaalin toiminnan mukaisesti – tämä noudattaa Alankomaiden nykyistä käytäntöä (VanKoningsveld et al., 2008). Vedenalaiseksi esiintymäksi sijoittuminen edistää myös aaltoenergian haihtumista, mikä vähentää sen vaikutusta rannalla (Dean, 2002).

ravintoaineksen toimittamista avomerellä ruoppaamalla suositaan usein, koska sen avulla voidaan saada suuria määriä materiaalia alueelta, jolta sen poistaminen ja maalla tapahtuva kuljetus on kohtuullisen häiriötöntä rantayhteisöille (Dean, 2002). Ruoppauksen aikana merenpohjasta poistuu sedimenttiä sekä merkittäviä määriä vettä. Seosta kutsutaan ”lietteeksi”, ja sen nestemäisten ominaisuuksien ansiosta se voidaan siirtää maihin kelluvia tai vedenalaisia putkistoja tai rainbow-menetelmää käyttäen (KS.kuva 2).

vaihtoehtona avomeriruoppaukselle on rantalaadun sedimentin poistaminen maalähteistä. Sedimentti kuljetetaan kohdealueelle kuorma-autokuljetuksella. Vain pieni osa ravinnosta suoritetaan tällä tavalla, ja lähestymistapa soveltuu paremmin pienimuotoiseen toimintaan työvoimavaltaisemman kuljetustavan vuoksi (Dean, 2002).

kun sedimentti on kulkeutunut kohderannalle, se on talletettava asianmukaisesti. Jos käytetään offshore-ruoppauspaikkoja, sedimenttiä voidaan dumpata vedenalaisena esiintymänä. Yleisemmin ravinto tuo kuitenkin sedimenttiä rantaan. Rantaan päästyään sedimentti saattaa muovautua tasaiseksi rannaksi. Halutessa voidaan luoda keinotekoisia dyynejä myös rantaosuudelle puskutraktorien tai muiden keinojen avulla.

tekniikan edut

hyvin suoritettuna ravinnon edut ovat moninaiset ja moninaiset. Mikä tärkeintä, rantojen ravinto vähentää rannikon eroosion haitallisia vaikutuksia tarjoamalla lisää sedimenttiä, joka tyydyttää eroosiovoimia. Rantojen eroosiota esiintyy edelleen, mutta leventynyt ja syventynyt ranta tarjoaa puskurin, joka suojaa rannikon infrastruktuuria ja muuta omaisuutta rannikon eroosion ja myrskytuhojen vaikutuksilta.

Rantaravinto on joustava rannikkohoitoratkaisu, sillä se on palautuva. Tämä on erittäin hyödyllistä, koska se mahdollistaa laajimpien rannikkoalueiden hoitovaihtoehtojen siirtämisen seuraavalle sukupolvelle.

lisätyn materiaalin uudelleenjakautuminen rannikolle tapahtuu aaltojen, vuorovesien ja tuulen vaikutuksesta longshore-driftiksi kutsutun prosessin kautta. Longshore drift johtuu aalloista, jotka lähestyvät rantaa vinosti ja kuljettavat mukanaan rantasedimenttejä. Aaltojen palatessa mereen liike on kuitenkin aina kohtisuorassa rantaan nähden. Tämä käynnistää sedimentin vähittäisen siirtymisen rannikkoa pitkin kuvan 3 mukaisesti. Pitkänmeren ajelehtimisen aiheuttaman sedimentin uudelleenjakautumisen seurauksena rantojen ravinto todennäköisesti vaikuttaa myönteisesti lähialueisiin, joita ei ole suoraan ravittu. Tämä voi tarjota laajempia etuja, kuten vähentää ranta – ja kallioeroosiota koko rannikon solulle (rannikkosolukko on rantaviiva, jonka sisällä sedimentin liike on itsenäistä. Yhden rantasolun sedimenttiä ei kuljeteta eikä jaeta vierekkäisten solujen kanssa).

Rantaravinto voi täydentää kovia suojatoimia, kuten meriväyliä, joita saatetaan edelleen käyttää viimeisenä puolustuslinjana. Olemassaolo laaja, hiekkaranta edessä tällaisten rakenteiden vähentää huomattavasti aaltoenergiaa saavuttaa ne, mikä antaa lisäsuojaa.

lisäämällä sedimenttiä, joka muistuttaa läheisesti alkuperäistä ranta-ainesta, voidaan säilyttää rannan luonnonmaisema ja parantaa samalla kykyä selviytyä rannikon eroosiosta ja tulvista. Luonnollinen ulkonäkö ravintoa hankkeita tarkoittaa myös nämä järjestelmät ovat esteettisesti miellyttävä.

rannikkomatkailu on vahvasti ”auringon, meren ja hiekan” varassa. Tämän seurauksena rantaravinto voi edistää virkistystä ja matkailua rantojen leventämisen kautta (Nicholls et al., 2007b). Tämä voi edistää jo olemassa olevaa matkailua tai houkutella matkailijoita alueelle ja edistää siten kehitystä.

myös rantaravinnon avulla on mahdollista saada ekologista hyötyä. Järjestelmien on osoitettu tarjoavan parempia pesimäpaikkoja merikilpikonnille, kun ne on suunniteltu näiden luontokappaleiden vaatimuksia silmällä pitäen (Dean, 2002). Tämä puolestaan voi edistää ”ekomatkailua”, mistä seuraa kehityshyötyjä.

nykyään ravinto on hyvin suosittua kehittyneissä maissa, mutta sitä on käytetty myös kehitysmaissa, kuten Brasiliassa (Vera-Cruz, 1972; Elfrink et al., 2008), Nigeria (sunnuntai & John, 2006), Korea (Kim et al., 2008), Ghana (Nairn et al., 1998) ja Malesiassa (Brøgger & Jakobsen, 2008). Tekniikka ja menetelmät ovat vakiintuneita, ja monet rantaravintoloihin perehtyneet urakoitsijat ovat saatavilla ympäri maailmaa toteuttamaan tällaisia hankkeita.

tekniikan haitat

kuten jo todettiin, ravinto ei ole pysyvä ratkaisu rantojen eroosioon. Järjestelmän tehokkuuden ylläpitämiseksi tarvitaan ajoittaisia täydennyksiä. Tämä vaatii säännöllisiä uudelleeninvestointeja, mutta sitä voidaan pitää esimerkiksi koviin rakennelmiin liittyvänä ylläpitokustannuksena.

kuten minkä tahansa rannikon suojelutyön yhteydessä, rannikkotulvien ja eroosion riskin vähentäminen lisää turvallisuuden tunnetta. Jossain määrin tämä on toivottavaa. Rannikkovyöhyke on kuitenkin edelleen altis äärimmäisille rannikkotulville ja eroosiolle, vaikka suojelutoimenpiteitä olisikin, ja se on alttiina luonnonkatastrofeille, joihin liittyy pitkiä palautusaikoja. Jollei suojelutoimia säädellä huolellisesti, ne voivat edistää epäviisasta kehitystä näillä vaarallisilla alueilla lisääntyvän turvallisuudentunteen vuoksi.

sedimenttien kerrostuminen rannoille voi aiheuttaa useita kielteisiä ympäristövaikutuksia, kuten rannalla asuvien eläinten ja eliöiden suoran hautaamisen, tappavia tai vahingollisia veden sameusannoksia – sedimenttien sekoittumisen aiheuttamaa sameutta – ja muuttuneita sedimenttikoostumuksia, jotka voivat vaikuttaa alueella asuviin eläinlajeihin (Dean, 2002). Tämän vuoksi hankkeiden suunnittelussa on otettava huomioon mahdolliset haitalliset ympäristövaikutukset ja otettava ne huomioon. Erityistä huomiota olisi kiinnitettävä vaikutuksiin rannikkoalueella eläviin tärkeisiin tai harvinaisiin lajeihin.

täyttömateriaalin sijoittaminen rannalle voi häiritä ranta-ja valtamerten elinympäristöjä, kuten lintujen ja merikilpikonnien pesintää, jos järjestelmiä ei ole suunniteltu asianmukaisesti. Näin on erityisesti silloin, jos hiekan raekoko/koostumus ei vastaa alkuperäisiä rantamateriaaleja (KOK, 2009).

rantaravinnon käytön odotetaan kasvavan tulevaisuudessa, minkä seurauksena korkealaatuisen sedimentin kysyntä saattaa kasvaa. Suurten urakoitsijoiden rajallinen saatavuus sekä ravitsemushankkeiden kysynnän kasvu ovat jo nostaneet ravitsemushankkeiden kustannuksia Alankomaissa, jossa sitä sovelletaan laajalti(Hillen et al., 2010). Tämä noususuuntaus on todennäköisesti nähtävissä muuallakin tulevaisuudessa.

rahoitustarpeet ja-kustannukset

Linham ym. (2010) laajasti tutkittu yksikkökustannukset ranta ravintoa. Kustannukset osoittivat tyypillisesti vaihtelevat US$3-15 / m3 (vuoden 2009 hintatasolla) jossa ruoppaus sivustoja ovat saatavilla paikallisesti (Linham et al., 2010). Tärkein ravintokustannuksiin vaikuttava tekijä näyttää olevan ranta-aineksen kuljetusmatka.

suurin osa tästä tiedosta kerättiin kehittyneissä maissa, koska suurin osa ravinnosta esiintyy nykyään täällä. Kehitysmaissa kustannusten odotetaan yleisesti olevan samansuuruisia tai mahdollisesti korkeampia niiden vähemmän kehittyneen rannikkokoneteollisuuden vuoksi.

kustannuksissa on suuria eroja maiden välillä ja niiden sisällä. Tämä johtuu alla luetelluista lukuisista tekijöistä (CIRIA, 1996; Linham ym., 2010):

• hankkeen koko ja siitä johtuvat mittakaavaedut
• ruoppausalueen ja kohdealueen välinen etäisyys
• vaadittavien matkojen määrä ruoppauspaikan ja ravintoalueen välillä
• merenpohjan muoto lainauspaikalla – määräävä tekijä ruoppauskoossa, jota voidaan käyttää, ja vaikuttaa siten suoritettavien matkojen määrään
• Latausmateriaali – karkeampi materiaali aiheuttaa suurempaa laitteiden kulumista, joka todennäköisesti siirtyy asiakkaille urakoitsijoiden toimesta
• arvioitu materiaalihävikki
• ruoppaajat
• työmaan altistumisaste-määrittää käytettävän ruoppaajan tyypin ja voi myös lyhentää työaikaa, kun laitokseen kohdistuu voimakkaita tuulia ja aaltoja
• vuorovesialue – suuret vuorovesialueet rajoittavat aikaa, kun ruoppaajat pystyvät lähestymään tarpeeksi lähellä rantaa materiaalin sijoittamiseksi. Tämä muutos voi vaikuttaa hankkeen loppuun saattamiseen kuluvaan aikaan
• kolmannen osapuolen vaatimukset

toimeksisaajille maksettava maksu perustuu yleensä toimitettuun sedimenttimäärään. Tämä edellyttää yleensä, että rannan näkyvillä ja vedenalaisilla osuuksilla tehdään kartoitukset sekä ennen että jälkeen ravinnonhankinnan.

jatkuva seuranta on otettava huomioon, kun tarkastellaan ravinnosta aiheutuvia kokonaiskustannuksia. Valvontakustannukset vaihtelevat todennäköisesti paikallisten työvoimakustannusten mukaan ja voivat näin ollen vaihdella merkittävästi eri maiden välillä (Mason, pers. viestintä.).

institutionaaliset ja organisatoriset vaatimukset

laajamittaiset rantaravintolat vaativat tyypillisesti laajoja insinööriopintoja sekä erikoisosaamista ja-laitteita. Tähän voivat kuulua ruoppaajat ja putkistot, jotka on vuokrattava erikoistuneelta urakoitsijalta. Ravintoa on kuitenkin mahdollista harjoittaa myös pienemmässä mittakaavassa. Rantalaatua oleva sedimentti voidaan siirtää maalla sijaitsevista lähteistä tai kerrostumasta eroosioalueille kuorma-autokyydillä. Koska tämä lähestymistapa on luonteeltaan suppeampi ja koska helposti saatavilla olevia laitteita voidaan käyttää, kuorma-autokuljetusten avulla tapahtuva ravinto voi olla käytännöllisempää paikallisella tasolla.

kun ravinto on suoritettu, tarvitaan jatkuvaa rantaseurantaa, jotta voidaan arvioida ravinnonsaannin onnistumista ja määrittää, milloin uudelleenravintoa tarvitaan. Kun otetaan huomioon asianmukainen koulutus ja teknologia, seurannan olisi oltava mahdollista paikallisella/yhteisön tasolla. Ravintosuunnitelmia olisi kuitenkin arvioitava kokonaisuutena, mikä voi edellyttää useiden yhteisöjen osallistumista, jos ravintoa annetaan laajamittaisesti.

täytäntöönpanon esteet

Rantaravinto edellyttää sopivan sedimenttilähteen tunnistamista riittävän läheltä ravintopaikkaa. Näin varmistetaan, että kustannukset pysyvät kohtuullisella tasolla. Sedimenttien saatavuus vaihtelee suuresti eri puolilla maapalloa, eikä sopivia lähteitä välttämättä löydy helposti. Rantaravinnon suosion kasvu maailmalla voikin aiheuttaa sedimenttien saatavuusongelmia kysynnän kasvaessa. Tämä ongelma koetaan jo pienillä saaristoalueilla, joissa hiekkaa kuljetetaan usein pitkiä matkoja ravinneprojekteihin.

Rantaravinto edellyttää pitkälle erikoistunutta laitteistoa ja osaamista, mukaan lukien ruoppaajat ja putkistot, jotka on vuokrattava erikoistuneelta urakoitsijalta. Hillen ym. (2010) ovat panneet merkille suurten urakoitsijoiden vähäisen määrän ja korostaneet myös suuren kysynnän aiheuttamaa kustannusten nousua. Paikalliset laitoskohtaiset ominaisuudet vaikuttavat myös siihen, minkälaisia ja minkä kokoisia ruoppaajia voidaan käyttää – tämä voi entisestään rajoittaa ruoppaajien saatavuutta.

yleinen tietoisuus siitä, miten rantaravintolat toimivat, voi myös muodostaa esteen. Näin on erityisesti silloin, kun käytetään rantaravintoa tai vedenalaista sedimenttikerrostumaa. Näiden tekniikoiden avulla ravinnon edut eivät välttämättä ole heti havaittavissa, ja ellei yleisölle anneta tietoa siitä, miten järjestelmä toimii, he saattavat epäillä ravinnon etuja ja vastustaa tällaisia hankkeita. Kansalaisille olisi myös tehtävä selväksi, että ravinto ei ole pysyvä ratkaisu ja että ravinto on palautettava. Jos tästä ei tiedoteta, kansalaiset saattavat jälleen uskoa järjestelmän epäonnistuneen ja paheksua lisäravintoa. Näin käy erityisesti silloin, jos julkisella rahoituksella katetaan ravintokustannuksia.

toteutusmahdollisuudet

Rantaravinto voi toimia kustannustehokkaana loppusijoitusvaihtoehtona satamien ja kanavien kunnossapitoruoppauksessa. Ruoppausmateriaalin käytöllä torjutaan myös mahdollista sopivien sedimenttien puutetta merellä. Ruoppausmateriaalin käytössä on kuitenkin oltava varovainen, sillä satamaharat voivat sisältää korkeita saastepitoisuuksia, joita on seurattava tarkasti.

Rantaravintoa voidaan käyttää myös yhdessä muiden sopeutumistekniikoiden kanssa, ja se voi auttaa puuttumaan näiden kovien teknologioiden haittoihin, kuten rantojen laskemiseen ja alasajoon pohjasedimenttien nälkiintymiseen.

jos ravinnosta on ekologista hyötyä, se voi myös edistää ekomatkailua ja tarjota tulovirran paikalliselle taloudelle.

• Brøgger, C. ja Jakobsen, P. (2008) Beach nourishment combined with Sic vertical drain in Malaysia in McKee Smith, J. (toim.). Coastal Engineering 2008, Hamburg, 31 Elo – 5 Syyskuu, 2008. Singapore: World Scientific Publishing, 4725-4737.
• CIRIA (Construction Industry Research and Information Association) (1996) Beach Management Manual. CIRIA raportoi 153. London: Construction Industry Research and Information Association.
• Dean, R. G. (2002) Beach Nourishment Theory and Practice. Singapore: World Scientific Publishing.
• Elfrink, B., Accetta, D. ja Mangor, K. (2008) Shoreline Protection Scheme at Conceicao da Barra, Brasil in McKee Smith, J. (toim.). Coastal Engineering 2008, Hamburg, 31 Elo – 5 Syyskuu, 2008. Singapore: World Scientific Publishing, 2458-2470.
• French, P. W. (2001) Coastal defences: Processes, Problems and Solutions. Lontoo: Routledge.
• Hillen, M. M., Jonkman, S. N., Kansing, W., Kok, M., Geldenhuys, M., Vrijling, J. K. and Stive, M. J. F. (2010). Tapaustutkimus Alankomaista, New Orleansista ja Vietnamista. Alankomaat: TU Delft.
• IOC (2009) Hazard Awareness and Risk Mitigation in Integrated Coastal Area Management (ICAM). Hallitustenvälinen Merentutkimuskomissio (IOC) Manual and Guides No. 50, ICAM Dossier No. 5. Pariisi: UNESCO.
• Kim, K. H. K., Wideyati, A. Y. W. and Yoon, S. J. (2008) Comprehensive approach for beach eroosion lieventäminen Koreassa in McKee Smith, J. (toim.). Coastal Engineering 2008, Hamburg, 31 Elo – 5 Syyskuu, 2008. Singapore: World Scientific Publishing, 4687-4698.
• Laessing, D. E. (2005) Depth of Closure at Bournemouth. Väitöskirja (Vt.), Southamptonin yliopisto.
• Linham, M. M., Green, C. H. and Nicholls, R. J. (2010) AVOID Report on the Costs of adaptation to the effects of climate change in the world ’ s large port cities. AV / WS2 / D1 / R14.
• Linham, M. and Nicholls, R. J. (2010) Technologies for Climate Change Adaptation: Coastal eroosion and flooding. TNA Opaskirjasarja. UNEP/GEF.
• Morton, R. A. (2004) Physical Agents of Land Loss: sediments Budget. Reston, VA: USGS.
• Nairn, R. B., MacIntosh, K. J., Hayes, M. O., Nai, G., Anthonio, S. L. Ja Valley, W. S. (1998) Coastal eroosion at Keta Lagoon, Ghana – large scale solution to a large scale problem in Edge, B. L. (toim.). Coastal Engineering 1998, Kööpenhamina, 22. -26. Kesäkuuta 1998. Reston, Virginia: ASCE, 3192-3205.
• Nicholls, R. J., Cooper, N. and Townend, I. H. (2007B)the management of coastal flooding and eroosion in Thorne, C. R. et al. (Toim.). Tulevat tulva-ja Rannikkoeroosioriskit. Lontoo: Thomas Telford 392-413.
• Reeve, D., Chadwick, A. and Fleming, C (2004) Coastal Engineering: Processes, Theory and Design Practice. Spon Press.
• Sunday, O. A. ja John, T. O. (2006) Lagos shoreline change pattern: 1986-2002. American-Eurasian Journal of Scientific Research, 1 (1), 25-30.
• VanKoningsveld, M., Mulder, J. P. M., Stive, M. J. F., VanDerValk, L. And VanDerWeck, A. W. (2008) Living with sea level rise and climate change: a case study of the Netherlands. Journal of Coastal Research, 24 (2), 367-379.
• Vera-Cruz, D. (1972) Artificial Nourishment at Copacabana Beach. Proceedings 13th Coastal Engineering Conference. New York: ASCE, 141-163.

Tekijäkumppanuudet

• Matthew M. Linham, School of Civil Engineering and the Environment, University of Southampton, Yhdistynyt kuningaskunta
• Robert J. Nicholls, School of Civil Engineering and the Environment and Tyndall Centre for Climate Change Research, University of Southampton, Yhdistynyt kuningaskunta