Кіріспе

Тұнбаларды алмастыру процесі

Жағажайды толықтыру (жағажайды қайта толықтыру, жағажайды жаңарту немесе құмды толықтыру деп те аталады) – бұл жағалау ағысы немесе эрозия салдарынан жоғалған тұнбалардың, әдетте құмның, басқа көздерден алмастырылу процесін сипаттайды. Кең жағажай толқын аймағында энергияны тарату арқылы жағалаудағы құрылыстарға дауылдан келтірілетін зиянды азайта алады, сондай-ақ жоғары жатқан құрылыстар мен инфрақұрылымды дауылдық толқындардан, цунамилерден және тым жоғары су тасқындарынан қорғайды. Жағажайды толықтыру әдетте жағалауды қорғауға бағытталған кең ауқымды, біріктірілген жағалау аймағын басқарудың бір бөлігі болып табылады. Толықтыру әдетте қайталанатын процесс болып табылады, өйткені ол эрозияға себеп болатын физикалық күштерді жоймайды, тек олардың әсерін азайтады. АҚШ-тағы алғашқы толықтыру жобасы 1922 және 1923 жылдары Нью-Йорктегі Кони-Айлендте жүзеге асырылды. Қазір бұл мемлекеттік және жеке ұйымдар қолданатын, жағалауды қорғаудың кең таралған шарасы болып табылады.

Тарих

АҚШ-тағы алғашқы жағажайды толықтыру жобасы 1922–1923 жылдары Нью-Йорктегі Кони-Айлендте салынған. 1970 жылдарға дейін толықтыру жағажай мен құмды қырларды құммен тікелей жабуды қамтыды. Содан бері жағалау бетін толықтыру жұмыстары көбейді, олар желдің, толқындардың және су тасқынының күштеріне сүйеніп, құмды жағалау бойымен және жағажайлар мен құмды қырларға таратуға мүмкіндік береді. Халық санының өсуі және теңіз деңгейінің күтілетін көтерілуіне байланысты толықтыру жобаларының саны мен көлемі айтарлықтай артты. Эрозия – дауылдық белсенділікке табиғи жауап. Дауыл кезінде жағажайдағы құм суға батып, жағажайды қорғайтын құмды тізілімдерді құрайды. Суға бату – бұл циклдің бір бөлігі ғана. Ауа райы тынышқанда кішкентай толқындар құмды тізілімдерден жағажай бетіне қайтарады, бұл процесс аккреция деп аталады. Кейбір жағажайларда дауылдарға табиғи түрде жауап беру үшін жағалау процестерінде жеткілікті құм болмайды. Құм жеткіліксіз болған жағдайда, жағажай дауылдан кейін қалпына келе алмайды. Көптеген эрозияға ұшыраған аудандардың себебі адамның қызметі болып табылады. Мұның себептері: құмды қырларды «құлыптайтын» теңіз қабырғалары, порттар мен бекеттер сияқты жағалау құрылыстары, олар құмның жағалау бойымен жылжуына кедергі келтіреді, сондай-ақ бөгеттер және өзендерді басқарудың басқа да құрылыстары. Ұзақ мерзімді толықтыру жұмыстары, әсіресе иінді жағалауларда, жағалау бойымен құмның жылжуына кедергі келтіріп, төменгі ағыстағы эрозияға ықпал етуі мүмкін. Бұл іс-әрекеттер табиғи шөгінді ағындарына бөгет салу арқылы кедергі келтіреді (мысалы, бөгет салу арқылы өзен шөгінділерінің көзін азайту), жағалаудағы бөгеттерді (мысалы, жағалауларды) салу немесе сағаларды тереңдету арқылы, осылайша шөгінділердің жағалау бойымен тасымалдануына бөгет қояды.

Артықшылықтар

Жағажайды кеңейтеді. Жағажайдың артындағы құрылыстарды қорғайды. Дауылдардан сақтайды. Жақын жердегі жылжымайтын мүліктің құнын арттырады. Туризм және демалыс арқылы экономиканы дамытады. Жылдамдықпен өседі. Көптеген жағалау аймақтарында кең жағажайдың экономикалық әсері зор болуы мүмкін. 1923 жылдан бері АҚШ жағажайларды қайта жаңартуға 9 миллиард доллар жұмсады. Ең танымал мысал – Флорида штатындағы Майами-Бич қаласының 10 миль (16 км) жағалауы, ол 1976-1981 жылдар аралығында толықтырылды. Жобаның құны шамамен 86 миллион АҚШ долларын құрады және аймақтың экономикасын жандандырды. 2000 жылдан 2020 жылға дейін АҚШ-та бір куб метрге баға едәуір өсті (төмендегі кестеге қараңыз), ал Еуропада баға төмендеді. + АҚШ-тағы жағажайды толықтыру құны, АҚШ долларымен куб метріне, берілген жылғы айырбас бағамын қолданып, евроға ауыстырылған (млн м3) көлемі (млн АҚШ доллары) құны/м3 (АҚШ доллары) құны/м3 (€) Майами-Бич 2017 0.388 11.5 33.7 38.1 Мертл-Бич 1976 3.8 70.1 18.4 15.3 Вирджиния-Бич 2017 1.2 21.5 17.9 20.2 Монмут-Бич 2021 0.84 26 20.1 23.7 Каролина және Кюр 2022 1.4 20.3 14.5 14.5 Солтүстік теңіз аймағында бағалар әлдеқайда төмен. 2000 жылы Солтүстік теңіз жағалауын басқару тобы инвентаризация жүргізді. + Жағажайды толықтыру құны (€/м3, 1999 жылғы баға деңгейі) ел жағажайды толықтыру жағалауды толықтыру Ұлыбритания 10 18 Бельгия 5 10 Нидерланды 3.2 4.5 0.9 1.5 Германия 4.4 Дания 4.2 2.6 Нидерландыдан толығырақ мәліметтер бар, төмендегі Нидерландыдағы зерттеулер бөлімін қараңыз. Суды сору флоты жоқ аймақтарда толықтыру бағасы көбінесе куб метріне 20-30 евроны құрайды.

Дауылдан болған залалдың азаюы

Кең жағажай энергияны жақсы сіңіреді, бұл теңіз деңгейі төмен жатқан және қатысу дауылдардың құрлықтағы құрылыстарға әсер ететін аймақтар үшін маңызды. Кең жағажайлардың құрылымдық зақымды азайтудағы тиімділігі дауылдардан кейін жүргізілген нақты зерттеулер және жағалау инженериясының қабылданған принциптері арқылы расталған.

Пайдаланылған материал

Белгілі бір жобаға қолайлы материалды таңдау жобалық қажеттіліктерге, қоршаған орта факторларына және тасымалдау құнына байланысты, сондай-ақ қысқа және ұзақ мерзімді салдарларын ескере отырып жасалады. Материалдың ең маңызды қасиеті – шөгінді түйіршігінің мөлшері, ол жергілікті материалға жақын болуы тиіс. Қоректендіру аймағындағы табиғи тұмандылыққа қарағанда, артық мөлшердегі лай және саз бөлшектері (балшық) кейбір материалдарды қолдануға жарамсыз етеді. Түйіршік мөлшері сәйкес келмейтін жобалар нашар нәтижелер көрсеткен. Жергілікті құмнан сәл кішірек құмды қоректендіру, жергілікті құммен бірдей (немесе одан ірі) құммен салыстырғанда, тепе-теңдіктегі құрғақ жағажайдың енін айтарлықтай тарытады. Материалдың сәйкестігін бағалау үшін әдетте геофизикалық профильдерді және беткі және өзектік сынамаларды қамтитын құмды зерттеу қажет.

Профильді тамақтану

Жағажай профилінің толықтырылуы – жағажайдың толық профилін толықтыру бағдарламаларын сипаттайды. Бұл жағдайда "профиль" дегеніміз – теңізге қарай эрозияға ұшырамаған жағалаудың су үстінен басталатын еңістігін білдіреді. Алтын жағалау профилінің толықтырылу бағдарламасы құмның жалпы көлемінің 75% -ын төмен су деңгейіне орналастырды. Кейбір жағалау басқармалары су астындағы жағажайды артық толықтырады (сондай-ақ "жағалауға жақын толықтыру" деп те аталады), осылайша уақыт өте келе табиғи жағажайдың көлемі ұлғаяды. Бұл тәсілдер адам қызметінен эрозияға ұшыраған жағажайларды тұрақты түрде қорғамайды, сондықтан осы қызметті азайту қажет.

Жобаның әсерін өлшеу

Тамақтандыру жобалары көбінесе физикалық, экологиялық және экономикалық мақсаттарды қамтиды. Типик физикалық өлшемдерге құрғақ жағалаудың ені мен биіктігі, дауылдан кейінгі құмның көлемі, дауылдан кейінгі зақымды болдырмауға жасалған бағалаулар және сулы құмның көлемі кіреді. Экологиялық шаралар теңіз тіршілігінің таралуын, ортасын және популяциясын қамтиды. Экономикалық әсерлерге демалыс, туризм, су тасқыны және "апаттардың" алдын алу жатады. Көптеген тамақтандыру жобалары қосымша туристік шығындарға негізделген экономикалық әсерді зерттеулер арқылы қолдау көрсетіледі. Алайда, бұл тәсіл қанағаттандырмайды. Біріншіден, осы шығындардың артуын дәлелдейтін ешқандай мәлімет жоқ (олар басқа жақын аумақтардан шығындарды ығыстыруы мүмкін). Екіншіден, экономикалық әсер барлық экономикалық агенттер үшін шығындар мен пайданы есепке алмайды, бұл шығын-пайда талдауының жұмысы. Тамақтандыру жобаларын су тасқыны сақтандыру құнына және апатқа байланысты көмекке енгізу әдістері әлі де даулы. Жағажайды тамақтандыру жобасының нәтижесі ұзын, түзу жағалау сызығында, бұлақтар немесе инженерлік құрылымдардың күрделілігі болмағанда ең болжамды болады. Сонымен қатар, жалпы нәтижелер үшін, мысалы, жағалау сызығының орташа өзгерісі үшін, нақты бір жердегі өзгеріске қарағанда болжам жақсырақ. Тамақтандыру АҚШ Ұлттық су тасқынынан сақтандыру бағдарламасына және федералдық апатқа байланысты көмек алуға құқықты әсер етуі мүмкін. Тамақтандыру жағалауды дамытуға ынталандырудың күтпеген салдарына алып келуі мүмкін, бұл басқа жағалау қауіптерінің тәуекелін арттырады.

Жағалауды қорғаудың басқа тәсілдері

Тамақтандыру – жағалаудың тозуымен күресу үшін қолданылатын жалғыз тәсіл емес. Басқа тәсілдер экономикалық, экологиялық және саяси факторларға байланысты жеке немесе тамақтандырумен бірге қолданылуы мүмкін. Адам қызметі, мысалы, бөгет салу табиғи шөгінді ағындарына кедергі келтіруі мүмкін (соның салдарынан өзендерден келетін шөгінді көздері азаяды). Жағалау бойындағы құрылыстар, мысалы, жартастар мен су жолдарының тереңдетілуі жағалау бойындағы шөгінділердің тасымалдануына тосқауыл қоюы мүмкін.

Қатты инженерлік немесе құрылымдық тәсіл

Құрылымдық тәсіл эрозияны болдырмауға бағытталған. Қорғау шараларына жағалаулық бекіткіштер, теңіз қабырғалары, жеке су бұрғыштар, саңылаулар және т.б. кіреді. Жағалауға параллель салынған құрылымдар (теңіз қабырғалары немесе бекіткіштер) эрозияны тоқтатуға көмектеседі. Бұл құрылымдарды қорғағанымен, қабырғаның сыртындағы жағажайды қорғамайды. Жағажай көбінесе бірнеше айдан ондаған жылға дейін аралықта жоғалады. Жағалауға перпендикуляр орналасқан саңылаулар мен су бұрғыштар оны эрозиядан қорғайды. Су бұрғышты сырттан әкелінген құммен толтыру, оның жағалау бойымен ағатын су ағысынан (теңізден) құмды ұстап қалуын тоқтатуға мүмкіндік береді. Әйтпесе, су бұрғыш төмен жатқан жағажайларды құмнан айырып, сол жердегі эрозияны күшейтеді. Қорғау шаралары жағажайға/теңізге қол жеткізуді шектеуі, көршілес жағалаулардың эрозиясын күшейтуі және ұзақ мерзімді күтімді талап етуі мүмкін.

Басқарылған шегіну

Басқарылған шегіну жағалау эрозиясы салдарынан құрылыстар мен басқа да инфрақұрылымды құрлыққа қарай жылдырады. Шегіну көбінесе эрозия жылдамдаған және аз немесе қолданыстан шыққан құрылыстар бар аймақтарда таңдалады.

Жағажайларды сусыздандыру

Жағажайлар су тасқыны, жауын-шашын, жел, толқындар және ағымға байланысты өседі және кемиді. Ылғалды жағажайларда құмның жоғалуы байқалады. Толқындар құрғақ жағажайларға оңай еніп, құмды шөгінділерді жинақтайды. Әдетте, жағажай судың кері шегінуі кезінде ылғалды болады, себебі теңіз жағажайдың кебуінен гөрі жылдам төмендейді. Осының салдарынан, эрозияның көп бөлігі судың кері шегінуі кезінде жүзеге асады. Қысымды теңестіретін модульдерді (ПЭМ) қолданып, жағажайды дренаждау (жағажайды сусыздандыру) судың кері шегінуі кезінде жағажайдың тиімді дренаждалуын қамтамасыз етеді. Ылғалды жағажайдың уақыты қысқарса, эрозия да азаяды. Өткізгіш ПЭМ құбырлары тік бойымен жағалаудың алдыңғы бөлігіне жер асты суының әртүрлі қабаттарын байланыстырады. Жер асты суы ПЭМ құбырына еніп, гравитация арқылы оны ірі құм қабатына жеткізеді, онда ол жылдам дренаждалады. ПЭМ модульдері құмдықтан орташа ең төменгі су сызығына дейін қатарластырылып орналастырылады. Қатарлар арасындағы қашықтық әдетте 300 фут (91 м) құрайды, бірақ бұл жобаға байланысты өзгеруі мүмкін. ПЭМ жүйелері әртүрлі өлшемдерде келеді. Модульдер әртүрлі гидравликалық өткізгіштігі бар қабаттарды байланыстырады. Ауа/су кіріп, қысымды теңестіре алады. ПЭМ-дер минималды инвазивті болып табылады және әдетте жағажайдың шамамен 0,00005% -ын құрайды. Құбырлар жағажайдың астында орналасқан, көзге көрінбейді. ПЭМ орналымдары Дания, Швеция, Малайзия және Флорида жағажайларында орнатылған. Дренаждау жүйелері жер асты суы деңгейін айтарлықтай төмендетуі көрсетілген, бірақ басқа морфодинамикалық факторлар әдетте ұсақ шөгінділер үшін дренаждаудың тұрақтандыру әсерін басып озады, алайда орта және төменгі жағалаудағы эрозиямен байланысты жоғарғы жағалаудың жиналуына қатысты аралас нәтижелер туралы хабарламалар бар. Бұл, су тасқыны жер асты суларының шөгінді динамикасы туралы қазіргі біліммен сәйкес келеді, онда су тасқыны аймағындағы құм төсегі арқылы ағын/шығын ағындарының әсері, су тасқыны шекаралық қабатының өзгеруімен байланысты және шөгіндінің салыстырмалы салмағы мен су тасқыны тілінің жалпы көлемінің жоғалуы, әдетте, басқа факторларға қарағанда төмен, кем дегенде құм сияқты ұсақ шөгінділер үшін.

Жұмысқа қабылдау

Дұрыс салынған және орналастырылған қоршаулар желмен ұшқан құмды тоқтатып, құм төбелерді құруға/қалпына келтіруге және жағажайды желден, ал жағалауды құмның көшіп-қонуынан біртіндеп қорғауға мүмкіндік береді.

Динамикалық қаптама

Тағы бір тәсіл – динамикалық жағалау нығайту, цементтелмеген, сұрыпталмаған тастардан (көктеректерден) тұратын берма жасау. Көктеректердің арасына себілген тұқымдар өніп, тастарды бекітеді. Құм жиналып, құмды жағажайды қайта құруға мүмкіндік береді. Тастарды босату олардың жылжуына және тұрақты орынға орналасуына жағдай жасайды. Сонымен қатар, ең жоғары орташа су деңгейіне жақын жерде шамамен бір метр биіктіктегі екінші берма орнату қалпына келтіру процесін үдетуге көмектеседі. Бұл тәсіл Вашингтон штатының Норт-Коув қаласындағы Вашавей жағажайында қолданылды. Бермалар орнатылғаннан кейін, бір жыл ішінде жағажай шамамен 15 метрге кеңейіп, одан әрі өсті. Вашингтон, Калифорния, Еуропа және Гуамдағы жобалар осы техниканың кейбір элементтерін қабылдады.

Жобалар

Жағажайды толықтыру жобасының орналасуы жобалау және оның болуы мүмкін нәтижелілігі үшін өте маңызды. Мүмкін болатын орындарға ұзын, түзу жағажай, табиғи немесе өзгертілген шығанақ және шағын жағажай жатады. Шөгіндісі жоқ тасты немесе жартасты жағалаулар ерекше қиындықтар тудырады.

Канкун, Мексика

2005 жылы Вильма дауылы Канкун және Ривьера-Мая жағалауларына соқты. Бастапқы толықтыру жобасы 19 миллион доллар жұмсалып, сәтті болмады, нәтижесінде 2009 жылдың қыркүйегінде басталған және 2010 жылдың басында 70 миллион доллар жұмсалып аяқталу жоспарланған екінші кезеңге әкелді. Жобаны жобалағандар мен үкімет болашақтағы тозуды болдырмау үшін жағажайларды күтіп-ұстауға инвестиция салуға міндеттелді. Жобаны жобалағандар жыл мезгілі және құмның тығыздығы сияқты факторларды ескерді. Канкундағы жағажайды қалпына келтіру шаралары жағалаудың белгілі бір бөлігін толтыру үшін құм жеткізілуін күтілді.

Солтүстік Алтын жағалау, Квинсленд, Австралия

Австралияның Квинсленд штатындағы Голд-Кост жағалауында қаушат эрозия кезеңдері болды. 1967 жылы 11 циклон қатары Голд-Кост жағалауларындағы құмның көп бөлігін алып кетті. Квинсленд үкіметі Нидерландыдағы Делфт университетінің инженерлерін кеңес беру үшін шақырды. 1971 жылғы Делфт есебі Голд-Кост жағалаулары үшін бірқатар жұмыстарды, оның ішінде жағажайды құммен толықтыру және жасанды риф құруды қарастырды. 2005 жылға қарай ұсынылған шаралардың көп бөлігі іске асырылды. Солтүстік Голд-Кост жағажайларын қорғау стратегиясы (NGCBPS) – 10 миллион австралиялық долларын құраған инвестиция. NGCBPS 1992 және 1999 жылдар аралығында жүзеге асырылды, ал жұмыстар 1999 мен 2003 жылдар аралығында аяқталды. Жобаға Голд-Кост Бродвотерден үйлесімді құмды қазу және оны құбыр арқылы жеткізіп, Сурферс-Парадиз бен Мейн-Бич арасындағы жағажайды толықтыру кірді. Жаңа құм Нэрроунектегі ірі геотекстиль құм қаптарынан жасалған жасанды риф арқылы бекітілді. Жаңа риф серфинг үшін толқын жағдайларын жақсарту мақсатында салынды. NGCBPS үшін маңызды бақылау бағдарламасы – ARGUS жағалау камералар жүйесі.

Өмірбаян

Нидерландтың төрттен бірі теңіз деңгейінен төмен жатыр. Солтүстік теңіздің жағалауы (шамамен) су тасқынынан табиғи құм төбелермен қорғалады (тек сағаларда және тосқауыл аралдардың артында төбелер жоқ). Бұл жағалау ғасырлар бойы эрозияға ұшырап келеді; 19-шы және 20-шы ғасырдың басында эрозияны тоқтату үшін шығынды, бірақ тиімсіз су бұғаулар салуға тырысты. Жағажайды құммен толықтыру (beach nourishment) тиімдірек болды, бірақ қаржыландыру мәселелері туындады. 1990 жылғы жағалау туралы меморандумында үкімет, жан-жақты зерттеуден кейін, Нидерландтың барлық жағалау бойындағы эрозияны жасанды жағажайды құммен толықтыру арқылы өтеуге шешім қабылдады. Жағалаудың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін жыл сайын белгілі аралықта көлденең қимасы тіркеледі. Ұзақ мерзімді эрозия анықталған жағдайларда, жоғары сыйымдылықтағы сорғыштарды пайдалана отырып жағажайға құм құйылады. 1990 жылы Нидерланд үкіметі барлық жағалау эрозиясын толықтыру арқылы өтеуге принципиалды шешім қабылдады. Бұл саясат әлі де жалғасып, сәтті жүзеге асырылуда. Барлық шығындар Ұлттық бюджеттен қаржыландырылады. Оңтүстік Голландияда жаңа жағажайды толықтыру стратегиясы іске асырылды, онда үлкен мөлшерде құм пайдаланылып, жағажайдың жаңа формасы құрылды, оның табиғи процестер арқылы көп жылдар бойы жағажайды толықтыруы күтілуде (Құм машинасына қараңыз).

Бастапқы жағалау сызығы (BKL)

Базалық жағалау сызығы – 1990 жылғы 1 қаңтардағы жағалау сызығы деп анықталады. Бірақ әрине, дәл сол күні өлшемдер жасалған жоқ, соған қоса, өлшемдерде әрдайым өзгерістер болады. Сондықтан BKL 1990 жылға дейінгі шамамен 10 жылдық жағалау өлшемдерін алып, осы жылдардың әрқайсысы үшін MKL анықтау арқылы белгіленеді. Бұл мәндер графикке түсіріліп, регрессия сызығы анықталады. Осы регрессия сызығы 1990 жылғы 1 қаңтар күнін қысқан жерде базалық жағалау сызығы BKL орналасқан. Принцип бойынша, BKL орны өзгермейді. Ерекше жағдайларда, егер жағалау қандай да бір жұмыс салдарынан айтарлықтай өзгерсе, BKL-ді жылжыту туралы шешім қабылдануы мүмкін. Бұл техникалық немесе морфологиялық есептеулерге емес, шын мәнінде саяси шешімге негізделген. Мысалы, Петтен ауылының жанындағы Hondsbossche Zeewering теңіз бөгетін қарастырайық, онда BKL бөгеттің табанында орналасқан еді. Осы бөгеттің алдына жаңа жасанды құмтөбе (Hondsbossche Duinen) салынғаннан кейін, құмтөбеден бір бөлігі қосылды, оның сақталуы көзделеді. Осылайша, BKL теңіз жаққа қарай жылжыды.

Сыналатын жағалау сызығы (TKL)

Жағалау саясаты шеңберінде, белгілі бір жағалау секторында толықтыру қажеттігі жыл сайын анықталады. Бұл үшін, эталондық датаға дейін тексеруге жататын жағалау сызығы (TKL) анықталады. Бұл, BKL сияқты, өткен жылдардың MKL мәндерінің регрессиялық талдауы арқылы анықталады. Қоса берілген графикті қараңыз. Мысалда, 1990 жылы толықтыру жүргізілді, нәтижесінде MKL теңізге қарай ықшамдалды. Сондықтан регрессиялық талдау жүргізілетін жылдар саны шектеулі. Егер жеткілікті жыл болмаса, регрессия сызығы әдетте алдыңғы регрессия сызығына параллель қабылданады (яғни, толықтырудан бұрын және кейін эрозия шамамен бірдей деп есептеледі). Айтпақшы, толықтырудан кейінгі алғашқы жыл әдетте бейімделу әсерінен орташа көрсеткіштен жоғары болады. Осы жағдайда, 1995 жылға TKL әлі де қанағаттанарлық деңгейде, ал 1996 жылға қанағаттанарлық емес. Принцип бойынша, осы жерде 1995 жылдың ішінде толықтыру қажет болады. Бірақ толықтыру туралы шешім BKL-ді бір рет ғана асып кетуге емес, бірнеше профильдің теріс мәнге ие болу қаупіне байланысты қабылданады. Мұны бағалау үшін Rijkswaterstaat жыл сайын жағалау карталарын жариялайды. Бұл карталарда жағалауның өсуі немесе эрозияға ұшырауы қою жасыл немесе ашық жасыл түспен көрсетіледі. Қызыл түспен белгіленген блок TKL-дің BKL-ден асып кеткенін және шаралар қабылдау қажеттігін көрсетеді. Ал қызыл сызықталған индикатор TKL BKL-ден асып кеткенін, бірақ бұл жағалау учаскесінің өсу тенденциясына ие екенін, сондықтан шұғыл жұмыстар қажет емес екенін білдіреді.

Жағажайлық тамақтанудың дизайны

Жағажайды кеңейту және жағалау сызығын сақтау мақсатында жағажайды толықтыру математикалық есептеу модельдері немесе жағажай өлшемдері негізінде жобалануы мүмкін. Нидерланды, Бельгия және Германияда толықтыру жобасы көбінесе өлшемдерге негізделген, ал математикалық модельдер көбінесе басқа елдерде қолданылады. Жағалауды күтіп ұстау және жағажайды кеңейту үшін жасалатын толықтыру жобасы, егер қолжетімді болса, өлшем деректеріне негізделгенде әлдеқайда сенімді болады. Жағажай профилінің жақсы және ұзақ мерзімді өлшемдері болмаса, жобаны есептеу модельдерін пайдалану арқылы жасау қажет. Нидерландыда жағалау жылдар бойы жыл сайын өлшеніп келеді (JarKus өлшемдері), сондықтан эрозияны болдырмау үшін толықтыруларды жобалау үшін өлшемдерге негізделген өте сенімді әдіс қолданылады.

Далалық модельдер

Екі өлшемді жағдайларда, мысалы, таядының құйылысы немесе суағызының аузында, немесе егер толықтырудың өзі екі өлшемді сипатқа ие болса (мысалы, құм машиналарын сияқты), профильді өлшемдермен жақындасу мүмкін емес. Бір сызықты модель көбінесе қолайсыз болады. Мұндай жағдайларда, құм тасымалының екі өлшемді моделі жасалады (әдетте, Нидерландыдағы Deltares компаниясының Delft3D немесе Даниядағы DHI компаниясының Mike 21 сияқты модельдер қолданылады). Мұндай модельде аймақтың төсегі тереңдік картасы ретінде енгізіледі. Содан кейін, таяды ағыны және толқынның енуі есептеледі. Одан кейін, әрбір тор нүктесіндегі құм тасымалы есептеледі және әртүрлі тор нүктелері арасындағы құм тасымалының айырмасынан барлық жасушаларда шөгінділер мен эрозия есептеледі. Содан кейін толықтырудың күтілгендей жұмыс істейтінін бағалауға болады. Бұл модельдің мәселесі (компьютердегі салыстырмалы түрде ұзақ есептеу уақытынан басқа) нәтижелердің кіріс деректеріндегі қателіктерге өте сезімталдығы болып табылады. Мысалы, модельдің шетінде су деңгейі мен ағындары дұрыс енгізілуі керек, ал толқын жағдайы жақсы білуі тиіс. Сондай-ақ, құм құрамының (дәндің мөлшері) өзгеруі де маңызды әсер етеді.

Құбыр қабырғасының қоректенуі

Голландия жағалауының кейбір жерлерінде таяды каналдары жағажайға өте жақын орналасқан. 1990 жылдардан бастап бұл жағажайлар дәстүрлі әдіспен толықтырылды, бірақ мәселе жағажайдың енінің кішкентай болуында еді. Сондықтан салынатын құмның мөлшері шектеулі, нәтижесінде толықтырудың ұзақ мерзімділігі қысқа болды. Мұндай жағдайларда каналдың құрлыққа қарайғы қабырғасын толықтыру тиімдірек екені анықталды, ал кейбір жағдайларда каналдың теңізге қарайғы жағынан құмды қарызға алу үшін пайдаланды. Бұл, шын мәнінде, таяды каналдарын жағалаудан алшақтатты.

1990-2020 жылдар аралығында барлығы 236 миллион куб метр толықтырылды, негізінен жағажай толықтыру ретінде. Алайда, 2004 жылдан кейін жағалау алды толықтыруға көбірек назар аударылды. 2006 жылы кейбір толықтырулардың құны егжей-тегжейлі талданды. Нәтижесінде:

ТүріОрынБағасы (млн. €)Көлемі (млн. м3)Құны (€/м3)
F Тексел 1.93 1.72 1.12
B Тексел 3.56 1.16 3.05
F Каллантсоог 2.44 1.90 1.29
F Катвейк 2.14 1.21 1.77
F Вассенаар 1.39 0.92 1.51
B Валхерен 5.81 1.64 3.51
B+F Амеланд 7.50 2.88 2.61

F= Жағалау алды, B= Жағажай толықтыру, B+F – комбинация; Баға деңгейі 2006 жылғы, ҚҚС-сыз.

Уайкики

Гавайи 2010 жылы Вайкики жағалауын толықтыруды жоспарлады. 2,5 миллион долларлық бюджетпен жоба 518 метрлік (1700 фут) учаскеге дейін жағалауды 1985 жылғы еніне қайтаруға бағытталған. Бұрынғы қарсыластар бұл жобаны қолдады, себебі құм жақын жердегі саздан алынуы керек еді, бұл тосқауыл салынған арнаны ашып, жергілікті құмның жалпы көлемін өзгертпейді, сонымен қатар "жаңа" құмды қолданыстағы материалдармен ұқсас етеді. Жоба бойынша, теңіздің түбіндегі шөгінділерден құм қолданылуы жоспарланған, ал бұл 2006-2007 жылдарғы бұрынғы қайта өңдеу жұмыстарынан гөрі ауқымдырақ болды.

Мауи

Мауи, Гавайи тіпті кішкентай ауқымдағы жағажайды толықтыру жобаларының күрделілігін көрсетті. Sugar Cove жобасында биік жатқан құм жағажайға тасылды. Құмның бастапқы құмнан жіңішке болғаны және оның құрамында артық лай болғаны айтылады, ол маржанды қаптады, оны тұншықтырып, ішінде және айналасында өмір сүретін шағын жануарларды өлтірді. Басқа жобалардағыдай, жағалаудағы құмның қоры шектеулі болды, сондықтан теңізден құм алудың қымбат әдістерін қарастыруға тура келді. Stable Road бойындағы эрозияны тоқтатудың орнына баяулатуға бағытталған екінші жоба, құм қосу мақсатына жетер алмай, ортасынан тоқтатылды. Жағажайлар жарты ғасыр бойы "салыстырмалы түрде жылдам" ыдырап келді. Жағажайды қалпына келтіру процесі ескі жартастар, толқын кескіштер, тас үйінділері және басқа да құрылыстардың болуымен қиындыққа тап болды. Жылтыр, цилиндрлі геотекстильді құбырлар құммен жабылмас бұрын үстінен өту қиын болды. Оңтүстік жағалаулары, Солтүстік Каролина – Оңтүстік жағалаулары жобасының шамамен құны 950 000 долларға бағаланды және 2017 жылы аяқталды. 2022 жылы жағажайларды кеңейту үшін қосымша жоба ұсынылып отыр, оның құны 9 миллионнан 13,5 миллион долларға дейін жетеді. Китти Хок, Солтүстік Каролина – Китти Хок қаласындағы жағажайды толықтыру жобасы 2017 жылы аяқталды, ол Оңтүстік жағалауларынан Китти Хокқа дейін 5,74 километрге (3,58 миль) созылды және 18,2 миллион долларға бағаланды. Kill Devil Hills, Солтүстік Каролина – жағажайды толықтыру жобасы 2017 жылы аяқталды. Нагс-Хед, Солтүстік Каролина – қаланың алғашқы жағажайды толықтыру жобасы 2011 жылы жүзеге асырылды, оған 36 миллионнан 37 миллион долларға дейін шығын кетті. 2019 жылғы қайта толықтыру жобасының құны шамамен 25 546 711 долларды құрады. Алдағы жобалар – Дак, Оңтүстік жағалаулары, Китти Хок және Килл Девл Хиллз қалалары 2022 жылға жоспарланған жағажайды қайта толықтыру жобалары үшін «Coastal Protection Engineering» компаниясымен келісімшарт жасады.

Америка Құрама Штаттары

Флоридада 2008 жылдың ақпанында Хиллсборо Бич жағажайына 90 PEM (Қысымды теңестіретін модульдер) орнатылды. 18 айдан кейін жағажай айтарлықтай кеңейді. 2011 жылы PEM-дердің көп бөлігі алынып тасталды. Жағажай көлемі 3 жыл ішінде 38 500 куб метрге артты, бұл орташа жылдық 21 000 куб метрлік жоғалтудан асып түседі. Нью-Джерси штатында АҚШ Армиясының Инженерлік корпусы ондаған жылдар бойы Джерси жағалауына миллиондаған куб метр құм құйды. Жобаның шығындары Армия инженерлік корпусы, штат және жергілікті муниципалитеттер арасында бөліседі. Жаңа Джерсидегі жобалардың мақсаты су тасқынын бақылау, жағалаудағы тұрғын үйлерге зиян келтірудің алдын алу және жазғы туризмді қорғау болып табылады, бұл мәселе аймақта дау тудырды. "Сиерра клубы" және "Surfrider Foundation" сияқты сыншылар штаттың жағажайларын қайта толтырудың тиімсіздігін айтады, себебі құм көбінесе тез жуылып кетеді. Олар климаттың өзгеруі, дауылдық толқындар мен теңіз деңгейінің көтерілуінің салдарымен күресу үшін балама саясатты қолдануды ұсынады және жағажайды қайта толтырудың бай үй иелеріне берілетін субсидия екенін мәлімдейді.