Strandnæring

BY admin
|

Strandnæring er en tilpasningsteknologi, der primært bruges som reaktion på erosion ved kysten, selvom fordele ved oversvømmelsesreduktion også kan forekomme. Det er en blød teknisk tilgang til kystbeskyttelse, der involverer kunstig tilsætning af sediment af passende kvalitet til et strandområde, der har et sedimentunderskud. Næring kan også kaldes strand genopladning, strand fyld, genopfyldning, re-næring og strand fodring. Beskrivelsen af denne teknologi stammer fra Linham og Nicholls (2010).

beskrivelse

tilføjelse af strandmateriale genopbygger og vedligeholder stranden i en bredde, der hjælper med at give stormbeskyttelse. Denne tilgang bruges hovedsageligt på sandstrande, men udtrykket kan også henvise til næring med rullesten eller endda brosten. Målet bør dog være at sikre, at næringsmaterialet er kompatibelt med det eksisterende naturlige (eller indfødte) strandmateriale (Reeve et al., 2004). Næring bruges ofte i forbindelse med kunstig Klit skabelse.

fordelen ved strand næring kommer fra bølge energi spredning; når bølger løber op en strand og pause, de mister energi. Forskellige strandprofilformer og gradienter interagerer med bølger i forskellig grad. Tværsnitsformen på en strand påvirker derfor dens evne til at dæmpe bølgeenergi. En’ dissipativ ‘ strand – en, der spreder betydelig bølgeenergi – er bred og lav, mens en ‘reflekterende’ strand – en, der reflekterer indgående bølgeenergi mod havet – er stejl og smal og opnår lidt dæmpning af bølgeenergi. Logikken bag strandnæring er at gøre en eroderende, reflekterende strand til en bredere, dissipativ strand, hvilket øger dæmpningen af bølgeenergi (fransk, 2001).

ud over at hjælpe med at sprede indgående bølgeenergi adresserer strandnæring et sedimentunderskud: den underliggende årsag til erosion. Dette opnås ved at indføre store mængder strandmateriale til kystsedimentbudgettet fra en ekstern sedimentkilde, også kaldet et lånested. Udtrykket ‘sedimentbudget’ bruges til at beskrive den omhyggelige balance, der findes mellem indgående og udgående sediment. Meget som en bankkonto, når der tilføjes mere materiale end fjernet, opstår der en opbygning, og kysten bygger mod havet; omvendt, når mere materiale fjernes end deponeret, forekommer erosion (Morton, 2004). Næring adresserer et sedimentunderskud-årsagen til erosion – ved at indføre store mængder strandmateriale til nearshore-systemet. Til gengæld kan dette få kysten til at bygge mod havet.

det er vigtigt at bemærke, at strandnæring ikke stopper erosion, men blot giver sediment fra en ekstern kilde, hvorpå erosionskræfter vil fortsætte med at virke. I denne forstand giver strandnæring et offer snarere end en fast barriere mod kysterosion.

fortsatte erosionskræfter vil sandsynligvis vende stranden tilbage til en tilstand, hvor genernæring er påkrævet. Figur 1 viser strandvolumenet på en næret strand i Storbritannien, over tid. Det kan ses, at strandens volumen over tid falder som følge af naturlig erosion. Når stranden reduceres til et kritisk volumen, bør der foretages genopnæring for at undgå skader på kystinfrastrukturen.

flere næringsmetoder kan anvendes, herunder placering af mudder, lastbiler eller transportbånd. Sand kan placeres for at skabe en forlængelse af Strandbredden eller som en undervandsaflejring, der gradvist flyttes på land under den normale virkning af bølger – dette følger den nuværende praksis i Holland (VanKoningsveld et al., 2008). Placering som en undervandsaflejring tjener også til at tilskynde til spredning af bølgeenergi og reducerer derfor dens indvirkning ved kysten (Dean, 2002).

levering af næringsmateriale ved offshore-opmudring foretrækkes ofte, fordi det giver mulighed for at få store mængder materiale fra et område, hvor dets fjernelse og landtransport med rimelighed ikke er forstyrrende for kystsamfund (Dean, 2002). Under udgravning fjernes sediment fra havbunden sammen med betydelige mængder vand. Blandingen betegnes som en ‘gylle’, og dens flydende egenskaber gør det muligt at overføre den i land ved flydende eller nedsænkede rørledninger eller ved ‘regnbue-metoden’ (se figur 2).

et alternativ til offshore opmudring er fjernelse af strand-grade sediment fra landbaserede kilder. Sediment transporteres derefter til målstedet med lastbil. Kun en lille procentdel af næring udføres på denne måde, og tilgangen er mere velegnet til mindre operationer på grund af den mere arbejdskrævende transportform (Dean, 2002).

når sediment er blevet transporteret til målstranden, skal det deponeres korrekt. Hvis man bruger offshore-mudringssteder, sediment kan dumpes som en undervandsaflejring. Imidlertid bringer næring mere almindeligt sediment i land. Når i land, sediment kan omarbejdes til at danne en flad strand. Om ønsket kan kunstige klitter også oprettes på den landlige del af stranden ved hjælp af bulldosatorer eller andre midler.

fordele ved teknologien

hvis det udføres godt, er fordelene ved næring mange og varierede. Mest vigtigt, strand næring reducerer de skadelige virkninger af kystnære erosion ved at tilvejebringe yderligere sediment, som opfylder erosionskræfter. Kyst erosion vil fortsat forekomme, men den udvidede og uddybede strand vil give en buffer til beskyttelse af kystinfrastruktur og andre aktiver mod virkningerne af kysterosion og stormskader.

Strandnæring er en fleksibel kystforvaltningsløsning, idet den er reversibel. Dette er meget gavnligt, da det giver mulighed for at overføre det bredeste udvalg af kystforvaltningsmuligheder til næste generation.

langs kysten omfordeling af det tilsatte materiale vil ske gennem en proces kendt som longshore drift, under påvirkning af bølger, tidevand og vind. Longshore drift er forårsaget af bølger, der nærmer sig kysten skråt og bærer strandsedimenter med sig. Når bølger vender tilbage til havet, er bevægelsen dog altid vinkelret på kysten. Dette indleder en gradvis bevægelse langs kysten af sediment som vist i figur 3. Som et resultat af omfordeling af sediment ved longshore-drift vil strandnæring sandsynligvis have en positiv indflydelse på tilstødende områder, som ikke blev næret direkte. Dette kan give bredere fordele, herunder reduceret Strand-og klipperosion for hele kystcellen (en kystcelle er en kyststrækning, inden for hvilken sedimentbevægelse er selvstændig. Sediment inden for en kystcelle transporteres ikke eller deles med tilstødende celler).

Strandnæring kan supplere hårde beskyttelsesforanstaltninger såsom havvægge, som fortsat kan bruges som en sidste forsvarslinje. Eksistensen af en bred sandstrand foran sådanne strukturer reducerer kraftigt bølgeenergien, der når dem, hvilket giver yderligere beskyttelse.

tilsætning af sediment, der ligner det oprindelige strandmateriale, hjælper med at bevare strandens naturlige landskab, samtidig med at det giver en øget kapacitet til at klare kysterosion og oversvømmelse. Det naturlige udseende af næringsprojekter betyder også, at disse ordninger er æstetisk tiltalende.

Kystturisme er stærkt afhængig af ‘sol, hav og sand’. Som et resultat har strandnæring potentialet til at fremme rekreation og turisme gennem strandudvidelse (Nicholls et al., 2007b). Dette kan tjene til at forbedre allerede eksisterende turisme eller kan tjene til at tiltrække turister til området og dermed tilskynde til udvikling.

det er også muligt at give økologiske fordele gennem strandnæring. Ordninger har vist sig at give forbedrede redepladser til havskildpadder, når de er designet med disse væseners krav i tankerne (Dean, 2002). Dette kan igen tjene til at fremme ‘øko-turisme’ med deraf følgende udviklingsfordele.

i dag er næring meget populær i udviklede lande, men har også fundet anvendelse i udviklingslande, som f.eks., 2008), Nigeria (søndag & John, 2006), Korea (Kim et al., 2008), Ghana (Nairn et al., 1998) og Malaysia (br kr. 2264 > Jakobsen, 2008). Den involverede teknologi og metoder er veletablerede, og mange entreprenører, der har erfaring med strandnæring, er tilgængelige over hele verden til at gennemføre sådanne projekter.

ulemper ved teknologien

som allerede nævnt er næring ikke en permanent løsning på erosion ved kysten. Periodiske re-nourishments, eller ‘top-ups’, vil være nødvendige for at opretholde en ordning effektivitet. Dette vil kræve regelmæssig geninvestering, men kan ses som en vedligeholdelsesomkostning, såsom dem, der er forbundet med hårdt konstruerede strukturer.

som med enhver form for kystbeskyttelsesarbejder vil reduktion af risikoen for oversvømmelse og erosion ved kysten resultere i en øget følelse af sikkerhed. Til en vis grad er dette ønskeligt. Selv i tilfælde af beskyttelsesforanstaltninger er kystområdet imidlertid fortsat udsat for ekstreme kystoversvømmelser og erosionshændelser og vil forblive udsat for naturkatastrofer med lange returperioder. Hvis ikke omhyggeligt reguleret, kan beskyttelsesforanstaltninger fremme uklog udvikling i disse risikable områder som følge af den øgede følelse af sikkerhed.

deponering af sedimenter på strande kan generere en række negative miljøeffekter, herunder direkte nedgravning af dyr og organismer, der bor på stranden, dødelige eller skadelige doser af vand turbiditet – uklarhed forårsaget af omrøring af sedimenter – og ændrede sedimentsammensætninger, der kan påvirke de typer dyr, der bor i området (Dean, 2002). Derfor skal projekterne udformes med forståelse for og bekymring for de potentielle negative konsekvenser for miljøet. Der bør tages særligt hensyn til indvirkningen på vigtige eller sjældne arter, der er bosiddende i kystområdet.

placering af fyldmateriale på stranden kan forstyrre Strand-og havhabitater, såsom fugle-og havskildpadder, hvis ordninger ikke er designet korrekt. Dette er især tilfældet, hvis sandkornstørrelse/sammensætning ikke stemmer overens med de oprindelige strandmaterialer (IOC, 2009).

anvendelsen af strandnæring forventes at vokse i fremtiden, og som et resultat kan der være større efterspørgsel efter sediment af høj kvalitet. Begrænset tilgængelighed af store entreprenører kombineret med en stigning i efterspørgslen efter næringsprojekter har allerede forårsaget omkostningsstigninger for næringsprojekter i Holland, hvor det anvendes bredt (Hillen et al., 2010). Denne opadgående tendens vil sandsynligvis blive observeret andre steder i fremtiden.

finansielle krav og omkostninger

Linham et al. (2010) undersøgte grundigt enhedsomkostningerne ved strandnæring. Omkostningerne viste sig typisk at variere fra US$3-15 / m3 (ved prisniveauer i 2009), hvor mudringssteder er tilgængelige lokalt (Linham et al., 2010). Den vigtigste determinant for næringsomkostninger synes at være transportafstanden for strandmaterialet.

de fleste af disse data blev indsamlet i udviklede lande, fordi det er her, hvor langt størstedelen af næring forekommer i dag. I udviklingslandene forventes omkostningerne generelt at være ens eller muligvis højere på grund af deres mindre udviklede kystingeniørindustri.

stor variation i omkostninger er tydelig mellem og inden for lande. Dette er et resultat af de mange faktorer, der er beskrevet nedenfor (CIRIA, 1996; Linham et al., 2010):

  • projektstørrelse og deraf følgende stordriftsfordele
  • afstand mellem mudrings – og målsteder
  • antal rejser, der kræves mellem mudringssted og næringsområde
  • havbundsform på lånestedet – determinant for mudringsstørrelsen, som kan bruges og påvirker derfor antallet af rejser, der skal foretages
  • Genoplad materiale-grovere materiale forårsager større slid på udstyr, som sandsynligvis vil blive videregivet til kunder af entreprenører
  • estimerede materialetab
  • tilgængelighed (og størrelse) af opmudringsanlæg
  • eksponeringsgrad på stedet – bestemmer typen af opmudringsanlæg, der skal bruges, og kan også forkorte arbejdstiden, når et sted udsættes for energiske vinde og bølger
  • tidevandsområde – store tidevandsområder giver tidsbegrænsninger for, hvornår opmudringsanlæg er i stand til at nærme sig tæt nok til land til at deponere materiale. Denne tur kan påvirke den tid, der kræves for at gennemføre et projekt
  • tredjepartskrav

betaling til entreprenører er normalt baseret på den leverede mængde sediment. Dette kræver normalt undersøgelser af de synlige og undersøiske dele af stranden, der skal udfyldes både før og efter næring.

de løbende omkostninger ved overvågning skal tages i betragtning, når de samlede omkostninger ved næring tages i betragtning. Overvågningsomkostningerne vil sandsynligvis variere med lokale lønomkostninger og kan som sådan variere betydeligt mellem landene (Mason, pers. comm.).

institutionelle og organisatoriske krav

store strandnæringer vil typisk kræve omfattende ingeniørstudier og specialiseret viden og udstyr. Dette kan omfatte opmudringsanlæg og rørledninger, der skal lejes fra en specialiseret entreprenør. Det er dog også muligt at udføre næring i mindre skala. Strand-grade sediment kan overføres fra landbaserede kilder eller fra depositional til erosional områder med lastbil træk. På grund af den mindre skala karakter af denne tilgang, og fordi let tilgængeligt udstyr kunne bruges, næring med lastbil træk kan være mere praktisk på lokalt niveau.

når næring er udført, er der behov for løbende strandovervågning for at evaluere næringssucces og for at bestemme, hvornår genernæring vil være påkrævet. I betragtning af passende uddannelse og teknologi bør overvågning være mulig på lokalt/fællesskabsplan. Ernæringsordninger bør dog vurderes som en helhed, hvilket kan kræve deltagelse af flere samfund, hvis næring gennemføres i stor skala.

barrierer for implementering

Strandnæring kræver, at en passende sedimentkilde identificeres tæt nok på næringsstedet. Dette sikrer, at omkostningerne holdes på et rimeligt niveau. Sedimenttilgængelighed er meget variabel over hele kloden, og egnede kilder findes muligvis ikke let. Den stigende popularitet af strand næring på verdensplan kan derfor forårsage sediment tilgængelighed problemer som efterspørgslen stiger. Dette problem opleves allerede i små ø-omgivelser, hvor sand ofte bæres store afstande til næringsprojekter.

Strand næring kræver højt specialiseret udstyr og viden, herunder opmudring og rørledninger, der skal lejes fra en specialiseret entreprenør. Hillen et al. (2010) har noteret sig det begrænsede antal store entreprenører til rådighed og fremhævede også den tilhørende omkostningsstigning på grund af stor efterspørgsel. Lokale lokalitetsegenskaber vil også påvirke typen og størrelsen af mudder, der kan bruges – dette kan yderligere begrænse tilgængeligheden af mudder.

offentlig bevidsthed om, hvordan strandnæringsordninger fungerer, kan også udgøre en barriere. Dette er især tilfældet, når du bruger shoreface næring eller undersøiske sediment aflejring. Ved hjælp af disse teknikker kan fordelene ved næring ikke umiddelbart ses, og medmindre offentligheden er uddannet om, hvordan ordningen fungerer, kan de tvivle på fordelene ved næring og modsætte sig sådanne projekter. Offentligheden bør også gøres opmærksom på, at næring ikke er en permanent løsning, og at der vil være behov for ny næring. Hvis dette ikke meddeles, kan offentligheden igen tro, at ordningen er mislykket og harme over yderligere udgifter til genernæring. Dette vil især være tilfældet, hvis offentlige midler bruges til at dække næringsomkostninger.

muligheder for implementering

Strandnæring kan fungere som en omkostningseffektiv bortskaffelsesmulighed til vedligeholdelsesudmudring af havne og kanaler. Brugen af muddermateriale bekæmper også den potentielle mangel på egnede sedimenter offshore. Der skal dog udvises forsigtighed ved anvendelse af mudringsmateriale, da havnemudringer kan indeholde høje niveauer af forurenende stoffer, som skal overvåges nøje.

Strandnæring kan også anvendes sammen med andre tilpasningsteknologier og kan hjælpe med at tackle ulemperne ved disse hårde teknologier, som inkluderer strandsænkning og nedslidning af sediment sult.

hvis næring giver økologiske fordele, kan den også tjene til at tilskynde til økoturisme og vil give en indkomststrøm for den lokale økonomi.

  • br Largger, C. Og Jakobsen, P. (2008) Strand næring kombineret med SIC lodret afløb i Malaysia i McKee Smith, J. (Red.). Coastal Engineering 2008, Hamborg, 31. August – 5. September 2008. Singapore: Verdens Videnskabelige Udgivelse, 4725-4737.
  • CIRIA (Construction Industry Research and Information Association) (1996) Strandhåndbog. CIRIA-rapport 153. London: Construction Industry Research and Information Association.
  • Dean, R. G. (2002) Strand næring teori og praksis. Singapore: Verdens Videnskabelige Udgivelse.
  • Elfrink, B., Accetta, D. og Mangor, K. (2008) Kystlinjebeskyttelsesordning ved Conceicao da Barra, Brasil i McKee Smith, J. (Red.). Coastal Engineering 2008, Hamborg, 31. August – 5. September 2008. Singapore: Verdens Videnskabelige Udgivelse, 2458-2470.
  • fransk, P. V. (2001) kystforsvar: processer, problemer og løsninger. London: Routledge.
  • Hillen, M. M., Jonkman, S. N., Kanning, Kok, M., Geldenhuys, M., Vrijling, J. K. og Stive, M. J. F. (2010) Coastal Defense Cost Estimates. Casestudie af Holland, Ny Orleans og Vietnam. Nederlandene: TU Delft.
  • IOC (2009) risikobevidsthed og risikobegrænsning i integreret kystforvaltning (ICAM). Den mellemstatslige oceanografiske Kommission (IOC) Manual og vejledninger nr. 50, ICAM Dossier nr.5. Paris: UNESCO.
  • Kim, K. H. K., K. H. K. og Yoon, S. J. (2008) samlet tilgang til begrænsning af stranderosion i Korea i McKee Smith, J. (Red.). Coastal Engineering 2008, Hamborg, 31. August – 5. September 2008. Singapore: Verdens Videnskabelige Udgivelse, 4687-4698.
  • Laessing, D. E. (2005) dybde af Lukning i Bournemouth. Afhandling (MSc.), University of Southampton.
  • Linham, M. M., Green, C. H. og Nicholls, R. J. (2010) undgå rapport om omkostningerne ved tilpasning til virkningerne af klimaændringer i verdens store havnebyer. AV / V2 / D1 / R14.
  • Linham, M. and Nicholls, R. J. (2010) teknologier til tilpasning til klimaændringer: kysterosion og oversvømmelse. TNA guidebog serie. UNEP / GEF.
  • Morton, R. A. (2004) fysiske agenter for Jordtab: Sedimentbudget. Reston, VA: USGS.
  • Nairn, R. B., MacIntosh, K. J., Hayes, M. O., Nai, G., Anthonio, S. L. Og Valley, V. S. (1998) kysterosion ved Keta Lagoon, Ghana – storskala løsning på et stort problem i Edge, B. L. (Red.). Kystteknik 1998, København, 22. -26. Juni 1998. Reston, Virginia: ASCE, 3192-3205.
  • Nicholls, R. J., Cooper, N. Og Byend, I. H. (2007b) forvaltningen af kystnære oversvømmelser og erosion i Thorne, C. R. et al. (EDS.). Fremtidige oversvømmelser og kysterosion risici. London: Thomas Telford, 392-413.
  • Reeve, D., A. og Fleming, C (2004) Kystteknik: processer, teori og designpraksis. Abingdon: Spon Tryk.
  • Søndag, O. A. og John, T. O. (2006) Lagos kystlinje skift mønster: 1986-2002. Amerikansk-eurasisk Tidsskrift for Videnskabelig Forskning, 1 (1), 25-30.
  • VanKoningsveld, M., Mulder, J. P. M., Stive, M. J. F., VanDerValk, L. Og Vanderveck, A. V. (2008) lever med stigning i havniveauet og klimaændringer: en casestudie af Holland. Tidsskrift for Kystforskning, 24 (2), 367-379.
  • Vera, D. (1972) kunstig næring på Copacabana Beach. Proceedings 13th Coastal Engineering Conference. ASCE, 141-163.

Forfattertilknytning

  • Matthæus M. Linham, School of Civil Engineering og miljø, University of Southampton, UK
  • Robert J. Nicholls, School of Civil Engineering og miljø og Tyndall Center for klimaændringer Forskning, University of Southampton, UK