Nutrição da praia

História

O primeiro projeto de nutrição nos EUA foi construído em Coney Island, Nova York, em 1922-1923.

Antes da década de 1970, a nutrição envolvia a colocação diretamente de areia na praia e dunas. Desde então, foram realizados mais nutrição da costa, que dependem das forças do vento, ondas e marés para distribuir ainda mais a areia ao longo da costa e nas praias e dunas.

O número e o tamanho dos projetos de nutrição aumentaram significativamente devido ao crescimento da população e ao aumento relativo do nível do mar.

Erosão

A erosão da praia é um subconjunto específico de erosão costeira, que por sua vez é um tipo de bioerosão que altera a geografia costeira através da morfodinâmica da praia. Existem inúmeras incidências de recessão moderna de praias, principalmente devido a riscos de desvio e desenvolvimento costeiro de longa data.

Causas de erosão

As praias podem corroer naturalmente ou devido ao impacto humano (roubo de praia/mineração de areia).

A erosão é uma resposta natural à atividade da tempestade. Durante as tempestades, a areia da praia visível submerge para formar barras de areia que protegem a praia. A submersão é apenas parte do ciclo. Durante o clima calmo, ondas menores retornam areia de barras para a superfície visível da praia em um processo chamado Acretion.

Algumas praias não têm areia suficiente disponível para processos costeiros para responder naturalmente às tempestades. Quando não há areia suficiente, a praia não pode se recuperar seguindo tempestades.

Muitas áreas de alta erosão são devidas a atividades humanas. Os motivos podem incluir: paredes de paredes marítimos travando dunas de areia, estruturas costeiras como portos e portos que impedem o transporte de longo prazo, barragens e outras estruturas de gerenciamento de rios. Os esforços contínuos de renúncia de longo prazo, especialmente nas costas da cúspide-capela, podem desempenhar um papel na inibição de transporte da costa longa e na erosão do dewndrift. Essas atividades interferem nos fluxos naturais de sedimentos através da construção de barragens (reduzindo assim as fontes de sedimentos ribeirinhos) ou a construção de barreiras litorâneas, como molhes ou aprofundamento de enseadas; impedindo assim o transporte de sedimentos longos.

Tipos de abordagens de proteção de linha de costa

A engenharia costeira da proteção da costa envolve:

Soft engineering: Beach nourishment is a type of soft approach. it gained popularity because it preserved beach resources and avoided the negative effects of hard structures. Instead, nourishment creates a “soft” (i.e., non-permanent) structure by creating a larger sand reservoir, pushing the shoreline seaward.Hard engineering: Beach evolution and beach accretion can be facilitated by the four main type of hard engineering structures in coastal engineering are, namely seawall, revetment, groyne or breakwater. Most commonly used hard structures are seawall and series of "headland breakwater" (breakwater connected to the shore with groyne).Managed retreat, the shoreline is left to erode, while relocating buildings and infrastructure further inland.

Abordagem de nutrição na praia

Avaliação

AdvantagesWidens the beach.Protects structures behind beach.Storm protection.Increases land value of nearby properties.Economic growth through tourism and recreation.Can serve as additional habitat for a number of species.Beach nourishment is the only practical environmentally friendly approach to address erosional pressure.Encourages new vegetation growth that helps stabilize tidal flats.DisadvantagesAdded sand may erode, because of storms or lack of up-drift sand sources.Expensive and requires repeated application.Restricted access during nourishment.Destroy/bury marine life.Difficulty finding sufficiently similar materials.

Considerações

Costs

A nutrição é tipicamente um processo repetitivo, uma vez que a nutrição mitiga os efeitos da erosão, mas não remove as causas. Um ambiente benigno aumenta o intervalo entre os projetos de nutrição, reduzindo os custos. Por outro lado, as altas taxas de erosão podem tornar a nutrição financeiramente impraticável.

Em muitas áreas costeiras, os impactos econômicos de uma praia ampla podem ser substanciais. Desde 1923, os EUA gastaram US $ 9 bilhões para reconstruir praias. Um dos exemplo mais notáveis ​​são os 16 km - a costa de 16 quilômetros de Miami Beach, Flórida, que foi reabastecida no período de 1976-1981. O projeto custou aproximadamente US $ 64.000.000 e revitalizou a economia da área. Antes da nutrição, em muitos lugares a praia era muito estreita para caminhar, especialmente durante a maré alta. [Citação necessária]

Um alimento em Miami Beach em 2017 custou US $ 11,5 milhões e, neste projeto, 285.000 toneladas foram colocadas, isso resulta em um preço de € 60 por metro cúbico, que está em uma escala mundial de fato um preço muito alto. Os nutrição da praia de Myrtle Beach (1981-1976) custaram US $ 70,1 milhões e colocaram 4.997.201 jardas cúbicas (3.820.360 metros cúbicos). Isso custa US $ 18,5 por metro cúbico (€ 17,8 por metro cúbico).

O preço dos nutrição em áreas sem uma frota de dragagem disponível é frequentemente na ordem de 20 e € 30 por metro cúbico. Em torno dos preços do Mar do Norte são muito mais baixos. Em 2000, um inventário foi feito pelo Grupo de Gerenciamento Costeiro do Mar do Norte.

Nourishment costs (in € per cubic meter, price level 1999)countrybeach nourishmentforeshore nourishmentUnited Kingdom10 - 18Belgium5-10Netherlands3.2 - 4.50.9 - 1.5Germany4.4Denmark4.22.6

Na Holanda, estão disponíveis dados mais detalhados, veja abaixo na seção sobre estudos de caso holandês.

Storm damage reduction

Uma praia larga é um bom absorvedor de energia, que é significativo em áreas baixas, onde tempestades severas podem impactar as estruturas de terras altas. A eficácia de praias amplas na redução de danos estruturais foi comprovada por estudos de campo realizados após tempestades e através da aplicação de princípios de engenharia costeira aceitos.

Environmental impact

A nutrição da praia tem impactos significativos nos ecossistemas locais. A nutrição pode causar mortalidade direta a organismos sésseis na área alvo, enterrando -os sob a nova areia. O habitat do fundo do mar nas áreas de origem e alvo é interrompido, por exemplo Quando a areia é depositada em recifes de coral ou quando a areia depositada endurece. A areia importada pode diferir em caráter (composição química, tamanho de grão, espécies não nativas) da do ambiente alvo. A disponibilidade de luz pode ser reduzida, afetando recifes próximos e vegetação aquática submersa. A areia importada pode conter material tóxico para as espécies locais. A remoção de material de ambientes próximos à costa pode desestabilizar a costa, em parte por afastando sua inclinação submersa. As tentativas relacionadas para reduzir a erosão futura podem fornecer uma falsa sensação de segurança que aumenta a pressão de desenvolvimento.

Sea turtles

A areia recém-depositada pode endurecer e complicar a escavação de ninhos para tartarugas. No entanto, a nutrição pode fornecer mais/melhor habitat para eles, bem como para pássaros marinhos e flora de praia. A Flórida abordou a preocupação de que os tubos de dragagem sugassem tartarugas nas bombas, adicionando uma churrasqueira especial aos tubos de dragagem.

Material used

A seleção de material adequado para um projeto específico depende das necessidades de projeto, fatores ambientais e custos de transporte, considerando implicações de curto e longo prazo.

A característica material mais importante é o tamanho do grão de sedimentos, que deve corresponder intimamente ao material nativo. O excesso de fração de lodo e argila (lama) versus a turbidez natural na área de nutrição desqualifica alguns materiais. Projetos com tamanhos de grãos incomparáveis ​​tiveram um desempenho relativamente ruim. A areia de nutrição que é apenas um pouco menor que a areia nativa pode resultar em larguras de praia seca e equilibradas significativamente mais estreitas em comparação com a areia do mesmo tamanho que (ou maior que) areia nativa. A avaliação do ajuste do material requer uma pesquisa de areia que geralmente inclua perfis geofísicos e amostras de superfície e núcleo.

TypeDescriptionEnvironmental issuesOffshoreExposure to open sea makes this the most difficult operational environment. Must consider the effects of altering depth on wave energy at the shoreline. May be combined with a navigation project.Impacts on hard bottom and migratory species. InletSand between jetties in a stabilized inlet. Often associated with dredging of navigational channels and the ebb- or flood-tide deltas of both natural and jettied inlets. Accretionary BeachGenerally not suitable because of damage to source beach. UplandGenerally the easiest to obtain permits and assess impacts from a land source. Offers opportunities for mitigation. Limited quantity and quality of economical deposits. Potential secondary impacts from mining and overland transport.RiverinePotentially high quality and sizeable quantity. Transport distance a possible cost factor.May interrupt natural coastal sand supply. LagoonOften excessively fine grained. Often close to barrier beaches and in sheltered waters, easing construction. Principal sources are flood-tide deltas. Can compromise wetlands.Artificial or non-indigenousTypically, high transport and redistribution costs. Some laboratory experiments done on recycling broken glass. Aragonite from Bahamas a possible source. EmergencyDeposits near inlets and local sinks and sand from stable beaches with adequate supply. Generally used only following a storm or given no other affordable option. May be combined with a navigation project. Harm to source site. Poor match to target requirements.

Algumas praias foram nutridas usando uma areia mais fina do que a original. O monitoramento da termoluminescência revela que as tempestades podem corroer essas praias muito mais rapidamente. Isso foi observado em um projeto de nutrição de Waikiki no Havaí.

Profile nourishment

A nutrição do perfil da praia descreve programas que nutrem o perfil completo da praia. Nesse caso, "perfil" significa a inclinação da praia não modificada de cima da água para o mar. O programa de nutrição do perfil da Gold Coast colocou 75% de seu volume total de areia abaixo do nível de baixo nível da água. Algumas autoridades costeiras vencem a praia abaixo da água (também conhecida como "nutrição próxima na costa"), de modo que, com o tempo, a praia natural aumenta de tamanho. Essas abordagens não protegem permanentemente as praias corroídas pela atividade humana, o que exige que a atividade seja mitigada. [Citação necessária]

Project impact measurements

Os projetos de nutrição geralmente envolvem objetivos físicos, ambientais e econômicos.

As medidas físicas típicas incluem largura/altura da praia seca, volume de areia pós-tempestade, avaliações de prevenção de danos pós-tempestade e volume aquoso de areia.

As medidas ambientais incluem distribuição da vida marinha, habitat e contagens de população.

Os impactos econômicos incluem recreação, turismo, inundações e prevenção de "desastres".

Muitos projetos de nutrição são defendidos por meio de estudos de impacto econômico que dependem de gastos turísticos adicionais. Essa abordagem é, no entanto, insatisfatória. Primeiro, nada prova que essas despesas são incrementais (elas podem mudar as despesas de outras áreas próximas). Segundo, o impacto econômico não representa custos e benefícios para todos os agentes econômicos, como a análise de custo -benefício. As técnicas para incorporar projetos de nutrição nos custos de seguro contra inundações e assistência a desastres permanecem controversos.

O desempenho de um projeto de nutrição na praia é mais previsível para uma costa longa e reta sem as complicações de enseadas ou estruturas projetadas. Além disso, a previsibilidade é melhor para o desempenho geral, por exemplo, alteração média da linha de costa, em vez de alteração da linha de costa em um local específico. [Citação necessária]

A nutrição pode afetar a elegibilidade no Programa Nacional de Seguro de Inundações dos EUA e na Assistência Federal de Desastres. [Citação necessária]

A nutrição pode ter a conseqüência não intencional da promoção do desenvolvimento costeiro, o que aumenta o risco de outros riscos costeiros.

Outras abordagens de proteção da linha de costa

A nutrição não é a única técnica usada para abordar as praias de erosão. Outros podem ser usados ​​individualmente ou em combinação com a nutrição, impulsionada por considerações econômicas, ambientais e políticas.

Atividades humanas como a construção de barragens podem interferir nos fluxos naturais de sedimentos (reduzindo assim as fontes de sedimentos ribeirinhos.) Construção de barreiras litorivas, como molhes e aprofundamento de enseadas, podem impedir o transporte de sedimentos de longa duração.

Engenharia difícil ou abordagem estrutural

A abordagem estrutural tenta evitar a erosão. As armadilhas envolvem a construção de investimentos, paredes de paredes, festas isoladas, virilhas, etc. As estruturas que correm paralelas à costa (paredão ou recepção) impedem a erosão. Enquanto isso protege as estruturas, não protege a praia que está fora da parede. A praia geralmente desaparece ao longo de um período que varia de meses a décadas. [Citação necessária]

Groynes e quebras que correm perpendicularmente à costa o protegem da erosão. Encher um quebra -mar com areia importada pode impedir que o quebra -mar de areia do riacho litoral (o oceano correndo ao longo da costa). Caso contrário, o quebra -mar poderá privar praias a jusante de areia e acelerar a erosão lá.

A Armadora pode restringir o acesso à praia/oceano, aumentar a erosão de linhas costeiras adjacentes e requer manutenção a longo prazo.

Retiro gerenciado

O Retiro Gerenciado move estruturas e outras infraestruturas para o interior à medida que a costa se encaixa. O retiro é mais frequentemente escolhido em áreas de erosão rápida e na presença de pouco ou obsoleto desenvolvimento.

Abordagens de engenharia suave

Beach dewatering

Todas as praias crescem e encolhem, dependendo das marés, precipitação, vento, ondas e corrente. Praias molhadas tendem a perder areia. As ondas se infiltram facilmente nas praias e depositam sedimentos arenosos. Geralmente, uma praia está molhada durante a maré que cai, porque o mar afunda mais rápido que a praia drena. Como resultado, a maior parte da erosão acontece durante a maré que cai. A drenagem da praia (desidratação da praia) usando módulos de equalização de pressão (PEMs) permitem que a praia escorra com mais eficácia durante a maré que cai. Menos horas de praia molhada se traduzem em menos erosão. Tubos PEM permeáveis ​​inseridos verticalmente na costa conectam as diferentes camadas de água subterrânea. A água subterrânea entra no tubo PEM, permitindo que a gravidade o conduz para uma camada de areia mais grossa, onde pode drenar mais rapidamente. Os módulos PEM são colocados em uma fileira da duna para a linha d'água baixa média. A distância entre as linhas é tipicamente 91 m (91 m), mas isso é específico do projeto. Os sistemas PEM vêm em tamanhos diferentes. Os módulos conectam camadas com a condutividade hidráulica variável. O ar/água pode entrar e equalizar a pressão. [Citação necessária]

Os PEMs são minimamente invasivos, normalmente cobrindo aproximadamente 0,00005% da praia. [Citação necessária] Os tubos estão abaixo da superfície da praia, sem presença visível. As instalações do PEM foram instaladas nas praias na Dinamarca, Suécia, Malásia e Flórida. A eficácia da desidratação da praia não foi comprovada de forma convincente em praias em tamanho real, em particular para o estojo de praia de areia. Demonstrou -se que os sistemas de desidratação diminuem muito significativamente os efeitos morfodinâmicos, mas outros efeitos morfodinâmicos, geralmente dominam qualquer efeito estabilizador da desidratação para sedimentos finos, embora tenham sido relatados alguns resultados mistos no acréscimo de praia superior associado à erosão no meio e no nível médio e inferior. Isso está alinhado com o conhecimento atual da dinâmica de sedimentos de água de água swash-monte, que afirma que os efeitos dos fluxos de entrada/exfiltração através de leitos de areia na zona de swash associados à modificação da camada limite de swash e peso relativo do sedimento e perda de volume geral do A língua swash geralmente é menor do que outros motoristas, pelo menos para sedimentos finos, como areia

Recruitment

Cercas adequadamente construídas e situadas podem capturar areia soprando, construindo/restaurando dunas de areia e protegendo progressivamente a praia do vento e a costa de soprar areia. [Citação necessária]

Projetos

O cenário de um projeto de nutrição na praia é essencial para projetar e desempenho potencial. As configurações possíveis incluem uma praia longa reta, uma entrada que pode ser natural ou modificada e uma praia de bolso. Linhas de margens rochosas ou marítimas, que de outra forma não têm sedimentos, apresentam problemas únicos. [Citação necessária]

Cancun, México

O furacão Wilma chegou às praias de Cancun e da Riviera Maya em 2005. O projeto inicial de nutrição não teve sucesso a um custo de US $ 19 milhões, levando a uma segunda rodada que começou em setembro de 2009 e estava programada para concluir no início de 2010 com um custo de $ 70 milhão. Os designers do projeto e o governo comprometidos em investir na manutenção da praia para lidar com a erosão futura. Os projetistas de projetos consideraram fatores como a época do ano e as características da areia, como a densidade. Esperava -se que a restauração em Cancun entregue 1,3 bilhão de galões americanos (4.900.000 m3) de areia para reabastecer 450 metros (1.480 pés) de costa.

Northern Gold Coast, Queensland, Austrália

As praias de Gold Coast em Queensland, na Austrália, sofreram períodos de erosão grave. Em 1967, uma série de 11 ciclones removeu a maior parte da areia das praias de Gold Coast. O governo de Queensland contratou engenheiros da Universidade de Delft, na Holanda, para aconselhá -los. O relatório Delft de 1971 descreveu uma série de obras para as praias de Gold Coast, incluindo nutrição na praia e um recife artificial. Em 2005, a maioria das recomendações havia sido implementada.

A Estratégia de Proteção à Praia da Costa do Norte de Gold (NGCBPS) foi um investimento de US $ 10 milhões. O NGCBPS foi implementado entre 1992 e 1999 e os trabalhos foram concluídos entre 1999 e 2003. O projeto incluiu dragagem de 3.500.000 metros cúbicos (4.600.000 cu yd) de areia compatível da Gold Coast Broadwater e entregando -o através de um oleoduto para nutrir 5 quilômetros (3,1 mi ) da praia entre os surfistas paraíso e a praia principal. A nova areia foi estabilizada por um recife artificial construído em Narrowneck de enormes sacos de areia geotêxteis. O novo recife foi projetado para melhorar as condições das ondas para o surf. Um programa de monitoramento -chave para o NGCBPS é o sistema de câmera costeira do Argus.

Holanda

Background

Mais de um quarto da Holanda está abaixo do nível do mar. A costa ao longo do Mar do Norte (aproximadamente 300 quilômetros (190 milhas)) é protegida contra inundações por dunas de areia naturais (apenas nos estuários e atrás das ilhas barreiras, não há dunas). Esta costa está corroendo por séculos; No século XIX e início dos séculos XX, foi tentado parar a erosão pela construção de Groynes, o que era caro e não muito bem -sucedido. A nutrição da praia foi mais bem -sucedida, mas havia perguntas sobre o método de financiamento. No memorando costeiro de 1990, o governo decidiu, após um estudo muito detalhado, que toda a erosão ao longo da costa holandesa completa seria compensada pela nutrição artificial da praia.

A costa é monitorada de perto pela gravação anual da seção transversal em pontos a 250 metros (820 pés), para garantir uma proteção adequada. Onde a erosão a longo prazo é identificada, a nutrição da praia usando dragadores de sucção de alta capacidade é implantada. Em 1990, o governo holandês decidiu compensar em principal toda a erosão costeira por nutrição. Esta política ainda está em andamento e bem -sucedida. Todos os custos são cobertos pelo orçamento nacional.

Uma nova estratégia de nutrição na praia foi implementada na Holanda do Sul, onde uma nova forma de praia foi criada usando vastas quantidades de areia com a expectativa de que a areia fosse distribuída por processos naturais para nutrir a praia por muitos anos (ver motor de areia).

Basic Coastline

A costa básica na Holanda é uma representação da linha de água baixa de 1990. Essa linha é usada para identificar a erosão costeira e o crescimento costeiro e tomar medidas, se necessário. No memorando costeiro, o governo holandês decide manter a costa de 1990 por nutrição na praia. A costa em questão é a linha de baixa água. Para aplicação prática, a definição disso não parece ser inequívoca, e é por isso que o memorando também define o litoral momentâneo (também chamado de costa instantânea) (MKL) e costa básica (BKL). A cada ano, a costa a ser testada (TKL) é determinada com base no MKL e, se ameaça chegar ao interior da BKL, é realizado um alimento de areia.

Definition of the instantaneous coastline

O problema com a baixa linha de água mencionada no memorando costeiro de 1990 é que a altura da maré baixa média está bem definida, mas a posição na direção horizontal não é. Veja a figura em anexo, aqui o perfil da praia cruza três vezes a linha de água baixa. De fato, também não é importante manter uma linha, mas manter a quantidade de areia no perfil ativo da praia. Para determinar esse volume, duas alturas são usadas, o nível médio de baixo nível de água (GLW) e a altura do pé de duna (DV). A altura do pé da duna é basicamente determinada ao encontrar a interseção da encosta íngreme da frente da duna e da praia seca. Em geral, esse ponto teórico do pé da duna estará ligeiramente abaixo da areia. É muito difícil redefinir a altura do pé de duna todos os anos. Alguns administradores definem a linha do pé da duna como uma certa linha de elevação, na qual o pé de duna geralmente está. Em seções costeiras relativamente inalteráveis, essa é uma abordagem aceitável. O método de determinar o MKL é tal que não é muito sensível à escolha precisa do DV de valor. A localização do pé de duna é assim determinada pela altura acima da NAP (dado nacional, aprox. Essa linha administrativa não tem significado físico, mas é simplesmente a base para o trabalho da pesquisa.

A receita para calcular a posição do MKL é:

Determine the location of the dune footThe height of the average low water (glw) is determinedThe height h of the dune foot above average low water is calculatedThe sand volume A is calculated; A is the volume of sand seaward of the dune foot and above the level (glw-h)The position of the momentary coastline (SKL) is defined in relation to the national beach pile line as: (A/2h) - Xdv

O fundo desse método é que a espessura da camada de areia a ser tomada deve ser uma função da altura da onda de medição; No entanto, é desconhecido. Mas como a elevação do pé de duna também é uma função da altura da onda de medição, o valor H é uma boa representação do efeito das influências da maré e da onda. Para a determinação dos perfis da praia, os chamados perfis de Jarkus são medidos ao longo da costa. Esses perfis estão a cerca de 250 metros de distância e são medidos anualmente de cerca de 800 metros no mar até logo atrás das dunas. Essas medidas estão disponíveis em toda a costa a partir de 1965. A partir do período, a partir de 1850, também existem sondagens de perfil disponíveis em alguns lugares, mas geralmente são ligeiramente deslocadas em comparação com o remo de Jarkus e, portanto, são mais difíceis de analisar. No caso de Groynes, o som é realizado exatamente no meio entre os Groynes.

The Basic Coastline (BKL)

A costa básica é, por definição, a costa de 1 de janeiro de 1990. Mas é claro que não há medições feitas exatamente nessa data, além disso, sempre há variações nas medições. A BKL é, portanto, determinada fazendo as medições da praia dos aproximadamente 10 anos antes de 1990 e determinando o MKL para cada um desses anos. Esses valores são colocados em um gráfico, uma linha de regressão é determinada. Onde essa linha de regressão corta a data 1-1-1990 está o litoral básico BKL. Em princípio, a localização do BKL é imutável. Em casos muito especiais, onde a costa é substancialmente alterada por uma obra, pode -se decidir mudar a BKL. Isso não se baseia em um cálculo técnico ou morfológico, mas na verdade uma decisão política. Um exemplo disso é o Hondsbossche Zeewering, como dique marinho perto da vila de Petten, onde o BKL estava na verdade no dedo do dique. Devido à construção de uma nova duna artificial em frente a esse dique (o Hondsbossche Duinen), foi adicionado um pedaço de duna, da qual a intenção é preservá -la. Portanto, há o BKL mudou o mar.

The coastline to be tested (TKL) 

Dentro da estrutura da política costeira é determinada anualmente se é necessária a nutrição em um determinado setor costeiro. Isso é feito determinando o litoral (TKL) a ser testado antes da data de referência. Isso é determinado da mesma maneira que o BKL, a saber, por uma análise de regressão dos valores de MKL dos anos anteriores. Veja o gráfico anexado. Neste exemplo, uma suplementação foi realizada em 1990, fazendo com que o MKL mude para o mar distante. O número de anos em que a análise de regressão pode ser realizada é, portanto, um pouco limitada. Se houver poucos anos disponíveis, uma linha de regressão geralmente é adotada paralela à linha de regressão anterior (portanto, supõe -se que a erosão antes e após a suplementação seja aproximadamente a mesma). A propósito, o primeiro ano após a suplementação geralmente é mais do que a média devido a efeitos de ajuste. Nesse caso, parece que o TKL ainda é apenas satisfatório para 1995 e não é mais satisfatório para 1996. Em princípio, um suplemento neste local Seria necessário no decorrer de 1995. Agora, a decisão de suplemento não depende de uma única excedência de BKL, mas apenas se vários perfis forem ameaçados de se tornarem negativos. Para avaliar isso, os mapas costeiros são emitidos anualmente pela Rijkswaterstaat. Esses mapas indicam se a costa está crescendo ou corroendo com um bloco verde escuro ou verde claro. Um bloco vermelho indica que naquele lugar o TKL excedeu o BKL e que algo tem que acontecer lá. Um indicador vermelho chocante significa que o TKL excedeu o BKL, mas essa seção costeira tem uma tendência acumulada, para que não sejam necessários trabalhos urgentes

Beach nourishment design

Uma nutrição na praia para ampliar a praia e manter a costa pode ser projetada usando modelos de cálculo matemático ou com base em medições de praia. Na Holanda, Bélgica e Alemanha, um design de nutrição é baseado principalmente na medição, enquanto os modelos matemáticos são usados ​​principalmente em outros lugares. Um design de nutrição para manutenção costeira e ampliação da praia pode ser muito mais confiável com base nos dados de medição, desde que estejam presentes. Se não houver uma boa série de medições de longo prazo do perfil da praia, é preciso fazer o design usando modelos de cálculo. Na Holanda, a costa é medida anualmente por anos (medições de Jarkus) e, portanto, o método muito confiável com base nas medições é usado na Holanda para o projeto de suplementos para evitar a erosão.

Use of measurements for nourishment design

Para compensar a erosão costeira, o design de uma suplementação é realmente muito simples, a cada ano a mesma quantidade de areia deve ser aplicada à medida que a erosão desaparece anualmente. A suposição é que não há mudança significativa no clima das ondas e na orientação da costa. Com a maioria dos nutrição, essa é uma suposição correta. Em caso de mudanças substanciais na orientação costeira, esse método nem sempre é utilizável (por exemplo, no design do motor de areia). Na prática, a duração do alimento deve ser de 20 a 40 vezes a largura para aplicar esse método.

Em resumo, o método consiste nas seguintes etapas:

Make sure there are enough measured profiles (at least 10 years).Use these profiles to calculate the annual sand loss (in m3/year) for a coastal section.Multiply this amount by an appropriate lifetime (e.g. 5 years).Add a loss factor (order 40 %).Place this amount of sand somewhere on the beach between the low water line and the dune foot.

Para determinar a quantidade de areia no perfil, o mesmo método pode ser usado conforme usado para a costa básica. Dado o fato de que a costa instantânea foi medida para os anos necessários e, portanto, o declínio dessa costa, determinar a perda de areia é bastante simples. Suponha que o declínio do MKL seja de 5 m/ano, então a perda anual de areia é de 5*(2H) M3 por ano por medidor linear da costa. Aqui está 2h a altura do perfil ativo da praia. Ao longo da costa holandesa, H fica perto de Hoek Van Holland na ordem de 4 m, portanto, no exemplo acima, a erosão seria de 40 m3 por ano por medidor linear de costa. Para um alimento com um comprimento de 4 km e uma vida útil de 5 anos é, portanto, 40*4000*5 = 80 000 m3. Como há perda extra de areia imediatamente após a construção, uma boa quantidade é de 1,4 *80000 = 112 000 m3. Esta é uma mudança marítima de 1,4*5*5 = 35 m.

Na prática dos nutrição da praia (a partir de 1990), esse método parece funcionar muito bem. Análises de nutrição no norte da Alemanha também mostram que este é um método confiável. O ponto de partida é que o tamanho do grão da areia de nutrição é igual à areia da praia original. Se não for esse o caso, ele deve ser corrigido. Em caso de areia mais fina na área de vitórias, o volume da nutrição precisará aumentar.

Use of mathematical models for nourishment design

Modelo de linha única

Para um alimento relativamente amplo e curto (como o motor de areia), um modelo de linha única pode ser usada. Neste modelo, a costa é representada por uma única linha (por exemplo, a costa instantânea) e um perfil constante ao longo de toda a costa. Para cada perfil, a orientação da costa é dada e, em cada perfil, o transporte de areia é calculado pela corrente induzida por surf. Se em um perfil 1 o transporte de areia for maior que em um perfil 2, haverá entre o perfil 1 e 2 sedimentação, para detalhes sobre o modelo. Como há sedimentação, a orientação costeira mudará e, portanto, também o transporte de areia. Isso torna possível calcular a mudança da costa. Um exemplo clássico é o cálculo de uma suplementação relativamente curta e ampla com ondas retas. O modelo de linha única pode muito bem prever como essa suplementação pode se desenvolver ao longo do tempo. O modelo de cálculo unibest de Deltares é um exemplo de um modelo de linha única.

Field models

Em situações altamente bidimensionais, p. Em uma entrada de maré ou na boca de um estuário, ou se o alimento em si tiver um forte caráter bidimensional (como no motor de areia), uma abordagem com medições de perfil não é possível. Um modelo de linha única geralmente é inapropriado. Nesses casos, é feito um modelo bidimensional de transporte de areia (geralmente com modelos como Delft3D da Deltares na Holanda ou Mike 21 da DHI na Dinamarca). Nesse modelo, o leito da área é introduzido como um mapa de profundidade. Depois, há um cálculo do fluxo de maré e um cálculo de penetração de onda. Depois disso, o transporte de areia é calculado em cada ponto de malha e da diferença no transporte de areia entre os diferentes pontos de malha, a sedimentação e a erosão são calculadas em todas as caixas. Pode então ser avaliado se um alimento se comporta como pretendido.

O problema com esse tipo de modelo é que (além dos tempos de computação bastante longos para o computador), os resultados são bastante sensíveis a imprecisões na entrada. Por exemplo, na borda do modelo, os níveis de água e as taxas de fluxo devem ser inseridos adequadamente, e o clima de onda deve ser bem conhecido. Também variações na composição da areia (tamanho do grão) têm uma grande influência.

Channel wall nourishment

Em alguns lugares, ao longo dos canais de maré da costa holandesa, estão muito perto da praia. Nos anos, por volta de 1990, essas praias também foram nutridas da maneira clássica, mas o problema era que a largura da praia é pequena. Portanto, a quantidade de areia a ser colocada é limitada, resultando em uma curta vida útil do alimento. Verificou -se que, nesses casos, é mais eficaz para nutrir a parede terrestre do canal e, em alguns casos, usa areia do lado do mar do canal como área de empréstimo. De fato, isso está movendo o canal de maré mais longe da costa (capítulo 4)

Foreshore nourishments

Em vez de fornecer diretamente a praia, também é possível flexionar a costa (Banco Subaquático). A vantagem disso é que a implementação da nutrição é mais barata e não há efeito direto do trabalho no uso da praia. A areia é então transportada ao longo do tempo pelas ondas de águas mais profundas para a costa. Um alimento para a costa é calculado como uma nutrição na praia, mas o uso de dados de medição com perfis de praia é menos fácil, pois um alimento para a costa não dá uma nova linha de praia. Portanto, nesses casos, geralmente é usado um modelo de linha única ou um modelo de campo.

No período 1990-2020, no total, 236 milhões de metros cúbicos foram nutridos, principalmente como alimento à praia. No entanto, depois de 2004, mais foco tem sido a nutrição da costa.

Em 2006, os custos de algum alimento foram analisados ​​em detalhes. Isso resultou em:

TypeLocationCost (million €)Volume (million m3)cost (€/m3)FTexel1.931.721.12BTexel3.561.163.05FCallantsoog2.441.901.29FKatwijk2.141.211.77FWassenaar1.390.921.51BWalcheren5.811.643.51B+FAmeland7.502.882.61

F = foreshore, b = nutrição da praia, b+f é combinação; Nível de preço 2006, excluindo o IVA.

Havaí

Waikiki

O Havaí planejava reabastecer a praia de Waikiki em 2010. O orçamento de US $ 2,5 milhões, o projeto cobriu 520 m (520 m) na tentativa de devolver a praia à sua largura de 1985. Os oponentes anteriores apoiaram esse projeto, porque a areia viria de cardumes próximos, reabrindo um canal bloqueado e deixando o volume geral de areia local inalterado, enquanto combinava de perto a areia "nova" com os materiais existentes. O projeto planejava aplicar até 24.000 jardas cúbicas (18.000 m3) de areia de depósitos localizados de 1.500 a 3.000 pés (460 a 910 m) no mar a uma profundidade de 3,0 a 6,1 m). O projeto foi maior que o esforço anterior de reciclagem em 2006-07, que moveu 10.000 jardas cúbicas (7.600 m3).

Maui

Maui, Havaí, ilustrou as complexidades de projetos de nutrição de pequena escala. Um projeto na Sugar Cove transportou areia de terras altas para a praia. A areia supostamente era mais fina que a areia original e continha excesso de lodo que envolveu coral, sufocando -o e matando os pequenos animais que moravam dentro e ao redor dele. Como em outros projetos, a disponibilidade de areia na costa era limitada, forçando a consideração de fontes offshore mais caras.

Um segundo projeto, ao longo da Stable Road, que tentou desacelerar em vez de interromper a erosão, foi interrompida no meio do seu objetivo de adicionar 10.000 jardas cúbicas (7.600 m3) de areia. As praias estavam se retirando a uma "taxa comparativamente rápida" por meio século. A restauração foi complicada pela presença de paredões antigos, virilhas, pilhas de rochas e outras estruturas.

Este projeto usou as gotas de tubo geotêxtil cheio de areia que originalmente permaneceriam no local por até 3 anos. Um cano era transportar areia de águas mais profundas para a praia. O tubo foi ancorado por blocos de concreto presos por tiras de fibra. Um vídeo mostrou os blocos saltando do coral na corrente, matando o que eles tocaram. Em alguns lugares, as tiras quebraram, permitindo que o tubo se mova através do recife, "planejando -o". O mau tempo exacerbou o movimento prejudicial e matou o projeto. Os tubos geotêxteis lisos e cilíndricos podem ser difíceis de escalar antes de serem cobertos pela areia.

Os apoiadores alegaram que a erosão sazonal de verão de 2010 era menor do que nos anos anteriores, embora a praia fosse mais estreita depois que a restauração terminou do que em 2008. As autoridades estavam estudando se precisavam que o projeto remova as virilhas imediatamente. As alternativas potenciais aos tubos geotêxteis para a areia em movimento incluíam dragas flutuantes e/ou caminhões em areia dragada no mar.

Uma consideração final foi o aumento do nível do mar e que Maui estava afundando sob seu próprio peso. Tanto a ilha Maui quanto o Havaí cercam montanhas maciças (Haleakala, Mauna Loa e Mauna Kea) e estavam expandindo uma covinha gigante no fundo do oceano, cerca de 9.100 m abaixo das cúpulas da montanha.

Os bancos externos

As margens externas da costa da Carolina do Norte e do sudeste da Virgínia incluem várias cidades. Cinco das seis cidades passaram por nutrição na praia desde 2011. Os projetos foram os seguintes:

Duck, Carolina do Norte: A nutrição da praia ocorreu em 2017 e custou cerca de US $ 14.057.929.

Southern Shores, Carolina do Norte - Os custos estimados para o Projeto Southern Shores foram de aproximadamente US $ 950.000 e foram concluídos em 2017. Existe um projeto adicional proposto para ampliar as praias em 2022 com um custo estimado entre US $ 9 milhões e US $ 13,5 milhões.

Kitty Hawk, Carolina do Norte - O projeto de nutrição da praia em Kitty Hawk foi concluído em 2017 e incluiu 3,58 milhas de praias que vão das margens do sul até Kitty Hawk e custam US $ 18,2 milhões.

Kill Devil Hills, Carolina do Norte - O projeto de nutrição da praia foi concluído em 2017.

Nags Head, Carolina do Norte - O primeiro projeto de nutrição da praia da cidade ocorreu em 2011 e custou entre US $ 36 milhões e US $ 37 milhões. O projeto de renúncia em 2019 custou cerca de US $ 25.546.711.

Próximos projetos - as cidades de Duck, Southern Shores, Kitty Hawk e Kill Devil Hills garantiram um contrato com a Engenharia de Proteção Costeira para projetos de renúncia provisórios agendados para 2022. [Citação necessária]

Flórida

Noventa PEMs (módulos de equalização de pressão) foram instalados em fevereiro de 2008 em Hillsboro Beach. Após 18 meses, a praia havia se expandido significativamente. A maioria dos PEMs foi removida em 2011. O volume da praia expandido por 38.500 jardas cúbicas em 3 anos em comparação com uma perda média anual de 21.000.

Hong Kong

A praia em Gold Coast foi construída como uma praia artificial nos anos 90, com HK $ 60 milhões. As areias são fornecidas periodicamente, especialmente depois dos tufões, para manter a praia viável.

Veja também