بخشی از مقاله
خلاصه
خاکریزی در بستر دریا و تغذیه مصنوعی سواحل که به نام استحصال زمین از دریا نامیده میشود، یکی از روشهای متداول حفاظت از سواحل در مقابل فرسایش و پیشروی آب دریا می باشد، که عبارتست از تثبیت و جایگزینی متناوب تودههای ماسه در ساحل. امروزه با توجه به اهمیت نواحی ساحلی از نظر کاربردی و قیمت زمین و تأسیسات موجود در مجاورت سواحل شمالی و جنوبی کشور، استحصال زمین از طریق پیشروی در دریا با توجه به مزیت هایی همچون انعطاف طرح و اجراء، هماهنگی با طبیعت و محیط زیست و ایجاد ارزش افزوده جذابیت زیادی داشته و در بسیاری از پروژههای ساحلی مورد مطالعه قرار می گیرد.
.1 مقدمه
توسعه اخیر در زمینه استحصال زمین و پیشروی در دریا از کشور امریکا آغاز گردید. در بین سال های 1900 تا 1950 در آن کشور توجه زیادی به طراحی و اجرای این امر مهم اختصاص یافت و مقالات زیادی به چاپ رسیداساساً. همه این مقالات بر این نکته تاکید دارند که تغذیه مصنوعی ساحل و استحصال زمین از دریا در آینده کاربرد بسیار بیشتری خواهد داشت. این طرح با توجه به انعطاف پذیری و افزایش سرمایه بعنوان راه حل و روش مناسب بمنظور حفاظت از سواحل در برابر پیشروی آب دریا، تخریب زیست محیطی و ... در پروژههای با مقیاس بزرگ و کوچک به شمار میآید در این میان به خصوص سواحل شمالی کشور با توجه به جذابیتهای بسیار توریستی و مجاورت بسیاری از جاده های اصلی و فرعی با ساحل دریا در مقاطع متعددی از ساحل نیازمند محافظت میباشد. لذا چنانچه بتوان شرایط تغذیه مصنوعی مناسبی را فراهم نمود، طول نسبتاً زیادی از ساحل را میتوان با هزینه پایینتری در قیاس با سایر راه حلهای حافظت ساحلی، احیاء و محافظت نمود.
.2 مزایای تغذیه مصنوعی سواحل
تمام موارد تغذیه مصنوعی ساحل یا به جهت حفاظت از ساحل اجرا شده و یا اینکه وسیلهای است برای بازتولید و افزایش سطح سواحل. بطورکلی مزیتهای تغذیه مصنوعی ساحل به علت انعطاف پذیری و افزایش سرمایه ناشی از آن میباشد و از جمله حسن دیگر این طرح تطابق آن با طبیعت و سازگاری با محیط زیست است که این امر نیز خود مستلزم نگهداری و اجرای تغذیه دورهای برای این گونه سواحل میباشد.
.3 طراحی تغذیه مصنوعی سواحل
طراحی یک سیستم حفاظت از ساحل با تعیین شرایط محلی مانند هیدروگرافی، امواج جریانها، فرآیندهای مورفولوژیک و خصوصیات رسوب و خاک منطقه ممکن است. به علت آنکه بارگذاریهای ناشی از شرایط محیطی دریایی به طور مطلق قابل پیشبینی نیستندعموماً بصورت توابع احتمالی پیشبینی میشوند. بنابراین شرایط طراحی بصورت یکسری موارد احتمالاتی بیان شده و روش طراحی بر پایه اصول احتمالات است. البته علاوه بر موارد فوق الذکر عواملی نظیر محدودیتهای زیست محیطی، وضعیت پی و زمان اجرا مورد نظر قرار میگیرند. در طراحی از ابزارهای مختلف استفاده میگردد.
مدلهای ریاضی برای بررسی موج، جریان و رسوب که در برخی موارد امکان بررسی وضعیت سواحل با یا بدون سازه را نیز دارند،قابل استفاده هستند. عموماً یک طرح تغذیه ساحل به سه عنصر منطقه خاکریز، منطقه قرضه و سیستم حمل و نقل تقسیم میشود که عوامل مرتبط با این سه عنصر بر قابلیتهای تکنیکی و اقتصادی طرح اثر میگذارند. پیش از قرار گرفتن در مسیر واقعی طراحی یک پروژه، باید در خصوص موقعیت خاکریزی در ساحل تصمیم گیری نمود با بررسی، خطوط ساحلی در موقعیتهای مختلف میتوان علاوه بر تغییرات و دگرگونیهای فعلی ساحل، دگرگونی های آتی نیز پیش بینی و بررسی شود و تنها شرایط فعلی ، معیار تصمیمگیری برای حفاظت از سواحل نباشد.
المانهای اصلی در طراحی یک خاکریز ساحلی عبارتند از شکل نهایی نیمرخ ساحلی و تغییرات شکل پلان خاکریز. در حالتی که اندازه ذرات ماسه خاکریز ماسه طبیعی ساحل یکسان باشد نیمرخ ساحل مشابه با نیمرخ اولیه توسعه یافته و تا عمق معینی هیچ حرکتی ماسه رخ نمی دهد. اگر ماسه خاکریز ریزدانهتر باشد نیمرخ نرمتری بدست آمده و حجم افزونتری ماسه برای احداث خاکریز با ابعاد معین، مورد نیاز میباشد. بدین جهت توصیه میشود که ماسه قرضه مشابه با ماسه طبیعی ساحل بوده و یا دست کم از آن درشت دانهتر باشد. برای پیشبینی فرم پلان خاکریز ساحلی میتوان از مدلهای ریاضی موجود بهره گرفت، اگرچه نتایج این مدل ها عمقاًی وابسته به شرایط مرزی بوده و متأسفانه این شرایطدر نقاط مورد مطالعه کاملاً شناخته شده نمیباشند. کالیبره نمودن مدلها با اطلاعات مورفولوژیکی موجود در طبیعت موجود بهبود نتایج پیشگویی مدلها تا حد قابل ملاحظهای میگردد.
نکته بسیار مهم در طرح تغذیه ساحل، توجه به انتخاب ناحیه قرضه میباشد. هنگامی که ساحل مصنوعی طراحی میشود نیاز اصلی ناحیه قرضهای است که باید ماسه کافی با کیفیت مناسب را تأمین نموده و همزمان قابلیت انتقال ماسه به گونه اقتصادی به محل خاکریز فراهم باشد همچنین شناخت دقیق رفتار ساحل به خصوص در مواقع طوفانی، تغییرات فصلی و اندرکنش آنها با سازههای ساحلی نظیر اسکلهها، دیوارهای ساحلی و موجشکنها، برآورد میزان آبشستگی در پای سازههای ساحلی، تعیین میزان تأثیر پارامترهای ژئوتکنیکی ساحل در انتقال رسوبات عمود بر ساحل، انجام آزمایشات ژئوتکنیکی محلی و آزمایشگاهی کافی، تعیین میزان نوسانات تراز آب دریا،
بررسی تغییرات زمانی کوتاه مدت و بلند مدت نیمرخ نواحی ساحلی و بررسی تأثیر امواج به خصوص در مواقع طوفانی در پایداری æ طراحی سازههای ساحلی نقش عمدهای را ایفا میکنند. یکی از عوامل مهمی که در مسیر جریانهای ساحلی قرار گرفته æ باعث اعمال تغییراتی در مکانیسم انتقال رسوب و جریانهای ساحلی میشوند وقوع پدیده آب شکستگی در پای سازههای ساحلی همچون دیوارههای ساحلی، موج شکنها، اسکلهها و ... میباشد. در طراحی پی سازه های ساحلی آگاهی از تغییرات زمانی کوتاه مدت و دراز مدت نیمرخ ناحیه ساحلی و میزان آبشستگی، نقش عمدهای ایفا میکند که لازم است مدنظر قرار گیرد.
.4 شناخت جریانهای ساحلی در طراحی تغذیه مصنوعی
معمولاً ماسهای که به جهت تغذیه ساحل تأمین میشود مداوماً تحت اثر نیروهای ساحلی می باشد. در اثر امواج و جریانها، ماسه در جهت عمود بر ساحل و در امتداد آن جابجا شده و خاکریزمرتباً تغییر شکل مییابد بدین جهت لازم است که ابتدا مروری گذرا بر روندهای ساحلی ارائه شود. تغییرات هیدرولیکی و مورفولوژیکی در نواحی ساحلی توسط دو عامل اصلی - بادها و جزر و مد - به وقوع میپیوندند. وزش باد مستقماًی عامل انتقال ماسه در ساحل خشک و عامل تولید امواج، جریانها و تغییرات تراز سطح آب می باشد . در حالیکه ورزش باد مستقماًی عامل انتقال ماسه در ساحل خشک و عامل تولید امواج، جریانها و تغییرات تراز سطح آب میباشد.
در حالیکه جزر و مد در دوره زمانی متناوب، سطح آب را بالا و پایین برده و جریانهای دریایی را تولید می کند. در بیشتر موارد انتقال رسوبات و در نتیجه تغییر توپوگرافی بستر و موقعیت خط ساحلی توسط اثر مستقیم امواج و جریانها اتفاق میافتد. بیشتر تغییرات در کناره ساحل رخ میدهد یعنی جاییکه امواج شکسته شده و در عمقهای کم بر ساحل اثر میگذارند. در این ناحیه به علت شکست امواج انرژی آنها آزاد شده و جریانهای گردابی ایجاد میشود. اثر موج موجب افزایش میانگین ارتفاع آب در ناحیه شکست می شود که به آنwater setup گفته میشود. موج بر ساحل یورش و بازگشت دارد در هنگام یورش، مقدار جرم به ساحل اضافه شده و در هنگام بازگشت، کاسته میشود همچنین ناحیه تاج موجهای شکسته شده موجب انتقال آب به سمت ساحل می باشد. با اندازه گیری مدلهای موج این حرکت آب همراه با حرکت کندتر دریا در ناحیه زیرین همراه میباشدکه معمولاً کشش زیرین خوانده میشود.
سرعتهای شعاعی امواج، جریانها و به خصوص جریانهای گردابی آب در ناحیه شکست موج، موجب میشوند که رسوبات از بستر دریا جدا شده و به صورت معلق درآیند. جریانها در ناحیه ساحلی موجب انتقال رسوبات در امتداد ساحل و عمود بر ساحل میشوند. کشش زیرین دریایی - under tow - سبب انتقال رسوبات معلق به سمت دریا شده و ناحیه فوقانی موج موجب انتقال رسوبات به سمت ساحل میشود. همچنین انتقال رسوب به سمت ساحل در نزدیکی بستر نیز به علت عدم تقارن جریانهای شعاعی اتفاق میافتد. در جهت دریای ناحیه شکست موج در اثر عدم تقارن موجها انتقال رسوب به سمت ساحل به وقوع میپیوندد و نیروهای قفلی موجب کاهش اثر نیروها در این ناحیه می شوند.
.5 نتیجه
تغذیه مصنوعی سواحل با توجه به داشتن انعطاف پذیری و سازگاری با محیط زیست یکی از بهترین و در عین حال اقتصادیترین راهکارهای گسترش و حفاظت از سواحل در برابر فرسایش، تخریب محیط زیست و... نسبت به سایر روشهای حفاظتی از جمله احداث سازه صلب میباشد. که با در دست داشتن مشخصات طول نوار ساحلی و شناخت از رفتار و جریانهای ساحلی علیالخصوص وقوع جزر و مد و طوفانی بودن دریا با استفاده از اطلاعات مورفولوژیکی و
