ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΣΤΕΡΕΟΜΕΤΑΦΟΡΑ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΑΚΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ- ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΟΥ ΑΚΤΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΦΕΡΤΩΝ ΥΛΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΦΕΡΤΩΝ ΥΛΩΝ ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΦΕΡΤΩΝ ΥΛΩΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΗ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΦΕΡΤΩΝ ΥΛΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΚΤΩΝ-ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΕΡΓΩΝ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι ακτές και ο πυθμένας των παρακτίων περιοχών από γεωλογική άποψη: βραχώδεις χρονική κλίμακα μεταβολής : αιώνες Αμμώδεις/γαιώδεις χρονική κλίμακα μεταβολής : από ορισμένες ώρες (διάρκεια θύελλας) ως αιώνες Τεράστιες ποσότητες κοκκώδους υλικού του πυθμένα κινούνται στον χώρο των ακτών κάτω από την αποσταθεροποιητική δράση των κυματισμών και την μεταφορική ικανότητα των ρευμάτων. Τα παράκτια τεχνικά έργα διαταράσσουν την προϋπάρχουσα δυναμική φυσική ισορροπία, επηρεάζουν την παράκτια κυκλοφορία (αναμόρφωση πεδίου ταχυτήτων) και τελικά το ρυθμό στερεομεταφοράς. Πιθανές συνέπειες: προσάμμωση και αχρήστευση ενός λιμενικού έργου ή διάβρωση μιας οικιστικά αναπτυγμένης ακτής.
ΦΟΡΤΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ Η κυματική κίνηση, αυξάνοντας την διατμητική τάση πυθμένα, θέτει σε κίνηση τους κόκκους των ιζημάτων. Αφού πραγματοποιηθεί η αποκόλληση των κόκκων, αυτοί μεταφέρονται προς την κατεύθυνση του ρεύματος Ταχύτητα ρεύματος, U Ταχύτητα κύματος, u w
ΦΟΡΤΙΟ ΣΕ ΑΙΩΡΗΣΗ Λόγω της τύρβης τα λεπτόκοκκα ιζήματα αιωρούνται και μεταφέρονται προς την κατεύθυνση του ρεύματος Μη θραυόμενος κυματισμός Θραυόμενος κυματισμός Συνολική ταχύτητα Φορτίο σε αιώρηση πάνω από τα αμμοκυμάτια c a Κατανομή συγκέντρωσης c(z) Φορτίο σε αιώρηση λόγω της τύρβης της θραύσης
παράλληλα στην ακτογραμμή ρεύματα V * 5 tan( ) 16 C f b gd sina cosa b b b
Q l 1290P g P H c sin 2a 16 2 ls sb gb b ls ΣΤΕΡΕΟΠΑΡΟΧΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΗ
ΚΥΜΑΤΟΓΕΝΕΣ ΡΕΥΜΑ ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΗ
ΣΤΕΡΕΟΠΑΡΟΧΗ ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΗ 2 Ήπιες συνθήκες - Πρόσχωση (καλοκαίρι) H=0.46 m, Τ=6 s, κλίση 1/20, d 50 =0.47mm 0 z (m) -2-4 -80-60 -40-20 0 20 x (m)
Έντονες κυματικές συνθήκες - Διάβρωση (χειμώνας) φάσμα ΤΜΑ H m0 =1.2m, T m =5.0 s Bed level (m) 1 0-1 -2 Initial Predicted Measured -3 100 120 140 160 180 200 x (m)
y d = A y m ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΚΛΙΣΗΣ ΑΚΤΗΣ από τους ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΥΣ
ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ & ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΑΚΤΩΝ Αύξηση της θαλάσσιας στάθμης Αλλαγές στην συχνότητα/μέγεθος των δυνατών κυματισμών (θυελλών) Λιθοποίηση των παραλιακών ιζημάτων Κατασκευή φραγμάτων - Οικιστική δόμηση Οι ποτάμιες/παραλιακές αμμοληψίες Άστοχα παράκτια έργα
y d = A y m ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΚΛΙΣΗΣ ΑΚΤΗΣ από τους ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΥΣ
y Αύξηση της θαλάσσιας στάθμης dy W a Μετά την αύξηση της στάθμης d ds h c Πριν την αύξηση της στάθμης d = A y m Προφίλ ισορροπίας και Υποχώρηση της ακτογραμμής -
ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ Ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) Παράκτιο ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) μέσα στη ζώνη θραύσης από λοξά θραυόμενους κυματισμούς. Η εγκάρσια προς την ακτή ορμή του κυματισμού απορροφάται από την θραύση ενώ η περίσσεια ορμής παράλληλα προς την ακτή διαμορφώνει το παράκτιο ρεύμα Ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current)
παράλληλα στην ακτογραμμή ρεύματα V * 5 tan( ) 16 C f b gd sina cosa b b b
ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΗΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ/ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΩΝ ΚΥΜΑΤΙΣΜΩΝ Η διατάραξη της ισορροπίας ετών μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα μεγάλες παραλιακές διαβρώσεις Στερεοπαροχή - ισορροπία Ακτή
ΦΡΑΓΜΑΤΑ - ΟΙΚΙΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗΣΗ Τα φράγματα κατακρατούν εκτός από νερό και ιζήματα που έτσι δεν φθάνουν στις κατάντη παραλίες Σήμερα θεωρούνται ένας από τους σοβαρότερους παράγοντες παραλιακής διάβρωσης
Τα περίπου 3500 μέτρια και μεγάλα φράγματα της Μεσογείου (το 84% των οποίων έχει κατασκευασθεί τα τελευταία 50 έτη) έχουν στερήσει το περίπου 65% των παροχών ιζημάτων από τις ακτές (από 1012 x 10 6 σε 355 x 10 6 τόνους το χρόνο (Poulos et al., 2002).
Ερεσσός, Λέσβος 27-2-2004. Η παραλία, το ποτάμι και το φράγμα που συγκρατεί τα ποτάμια ιζήματα στα ανάντη. Το φράγμα κατακρατεί το 52-55% των ιζημάτων
Νησιωτική Περιοχή Ακτογραμμή (Μήκος (km)) Έκταση (km 2 ) Ακτογραμμή υπό διάβρωση (Μήκος (km) Έκταση απειλούμενων παράκτιων οικοσυστημάτων (km 2 ) Νήσοι. Β. Αιγαίου Νήσοι. Ν. Αιγαίου 1311 3854 231 (17.6%) 3423 5329 503 (14.7%) Νήσοι Ιονίου 1056 2304 260 (24.6%) Κρήτη 1148 8365 756 (65.8%) Σύνολο 6938 19852 1750 (25.2%) 349 929 356 355 1989 Διάβρωση Ελληνικών νησιωτικών ακτών (Eurosion 2004)
Κυματογενές ρεύμα 1400 1200 1 m/s y (m) 1000 800 600 1000 1500 2000 2500 3000 3500 x (m) Νότιοι Κυματισμοί
Άνεμος Συχνότητα εμφάνισης f(%) Η ο (m) Q (m 3 /έτος) Κατεύθυνση Ν 9,87 1,25 250 000 Προς Δυτικά ΝΔ-ΝΔΔ 3,84 0,74-212 000 Προς Ανατολικά ΝΑ 4,47 1,66 50 000 Προς Δυτικά Διάβρωση
Άστοχα παράκτια έργα
ΔΡΑΣΕΙΣ Υποχώρηση Μείωση του πλάτους των ακτών Εγκατάλειψη της παράκτιας ζώνης Συμβιβασμός Μη εγκατάλειψη της παράκτιας ζώνης Κίνδυνος πλημμύρων Προστασία Κυματοθραύστες πρόβολοι προστασίας ακτών Ήπιες μορφές προστασίας Τεχνητή ανάπλαση Βυθισμένοι κυματοθραύστες πρόβολοι Αποστράγγιση
ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ Επεμβάσεις στις μορφοδυναμικές διεργασίες με σκοπό την μείωση της διαβρωτικής τάσης των κυματισμών και των κυματογενών ρευμάτων Κατασκευή παράκτιων τεχνικών έργων προστασίας Χρήση μεθόδων: τεχνητή ανάπλαση ακτής (beach nourishment). «Σκληρές» και «Ήπιες» μέθοδοι
ΣΚΛΗΡΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ Μεγάλες κατασκευές από σκυρόδεμα ή ογκολίθους παρόμοιες με αυτές των λιμενικών έργων Α. Παράκτιοι τοίχοι και διευθετήσεις πρανών Β. Κατασκευή προβόλων Γ. Κατασκευή συστήματος παραλλήλων κυματοθραυστών
Κατασκευή παράκτιου τοίχου και διευθετήσεις πρανών Εμποδίζουν τη διάβρωση της ακτής Η παράκτια ζώνη θωρακίζεται και προστατεύονται και άλλα τεχνικά έργα, όπως π.χ. οδοποιίας, κατοικίες κλπ.
υποσκαφή
Κατασκευή προβόλων με στέψη πάνω από τη Μέση Στάθμη Θάλασσας Σταθεροποιούν την ακτή ανάμεσα στους προβόλους εμποδίζοντας τη στερεομεταφορά κατά μήκος της ακτής
Σημαντική υποβάθμιση της ποιότητας των νερών ανάμεσα στους προβόλους, λόγω της μη ικανοποιητικής ανανέωσής τους Παραλία Κατερίνης: Σημαντικά προβλήματα ποιότητας νερού, λόγω της διακοπής της παράκτιας κυκλοφορίας και της απομόνωσης ευτροφικών μαζών. Έντονη δυσοσμία, θολότητα, ευτροφισμός κλπ.
Κατασκευή συστήματος παραλλήλων κυματοθραυστών Δημιουργία προστατευόμενης περιοχής στη σκιά των έργων Αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις: Οπτική όχληση Παρεμπόδιση της ελεύθερης κυκλοφορίας των νερών προκαλεί
ΗΠΙΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΑΚΤΩΝ Περιορισμός των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων: διάβρωση των γειτονικών ακτών, ποιότητα νερού, αισθητική,.. Ανάγκη για αναζήτηση ηπιότερων μορφών έργων προστασίας ακτών (από άποψη λειτουργίας και κατασκευής)
ΤΕΧΝΗΤΗ ΑΝΑΠΛΑΣΗ ΑΚΤΩΝ Η ακτή τροφοδοτείται με άμμο που λαμβάνεται από άλλες ακτές όπου υπάρχει περίσσεια υλικού αλλά και από τα ανοιχτά. Το υλικό τοποθετείται έτσι ώστε να επεκτείνεται η ακτή προς τη θάλασσα.
Ακτή Malagueta (Ισπανία) Όγκος άμμου 1.700.000 m 3 μήκος ακτής 2500 m πλάτος παραλίας 60m
ΤΕΧΝΗΤΗ ΑΝΑΠΛΑΣΗ
Εγκάρσιες και πλευρικές απώλειες άμμου dy l d 50 * Προσθήκη άμμου Αρχικό προφίλ d 50 d 1 dy d 50 *<d 50 d 50 * Αρχικό προφίλ d 50 d 1
Εγκλωβισμός άμμου με την κατασκευή βυθισμένου κυματοθραύστη (perched beach) Προσθήκη άμμου Αρχικό προφίλ Βυθισμένος κυματοθραύστης
ΒΥΘΙΣΜΕΝΟΙ ΚΥΜΑΤΟΘΡΑΥΣΤΕΣ Ηπια μέθοδος: (τεχνικά έργα χωρίς οπτική όχληση - σχετικά ελεύθερη κυκλοφορία των νερών)
Κυματισμός που προσπίπτει Ανάκλαση Θραύση Μετάδοση Τριβή Ροή στο πορώδες
ΧΡΗΣΗ ΓΙΑ ΑΝΑΨΥΧΗ ΚΑΤΑΔΥΣΕΙΣ
ΧΡΗΣΗ ΓΙΑ ΑΝΑΨΥΧΗ: ΑΚΤΗ GOLD COAST SURFING
ΠΛΩΤΟΙ ΚΥΜΑΤΟΘΡΑΥΣΤΕΣ Βιομηχανικά παραγόμενες κατασκευές Εφαρμογή σε ημιπροστατευόμενες παράκτιες περιοχές
Πλεονεκτήματα Χαμηλό κόστος κατασκευής Ταχύτητα τοποθέτησης (η περιοχή να ταλαιπωρείται ελάχιστα από τις εργοταξιακές διαταράξεις και την οδική μεταφορά των δομικών υλικών) Ελάχιστες αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις - δεν παρεμποδίζεται η κυκλοφορία και η ανανέωση των νερών Δυνατότητα μετακίνησης ώστε να είναι πιο αποτελεσματική ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν
ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΜΕΘΟΔΩΝ ΒΥΘΙΣΜΕΝΟΙ ΚΥΜΑΤΟΘΡΑΥΣΤΕΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗΤΗ ΑΝΑΠΛΑΣΗ Αρχική Ακτογραμμή Προσθήκη Άμμου Τελική Ακτογραμμή Βυθισμένοι Κυματοθραύστες
Τεχνητή ανάπλαση ακτής και έργα προστασίας της (ημιβυθισμένοι κυματοθραύστες και πρόβολοι) στην Ιταλία