Кіріспе

Жағалауды қорғау нысаны

Теңіз қабырғасы (немесе теңіздік қабырға) – теңіз және оған байланысты жағалау процестерінің жағалаудың жер бедеріне тікелей әсер ететін жағалауды қорғау нысаны. Теңіз қабырғасының мақсаты – адамдар тұратын аймақтарды, табиғатты қорғау және демалыс шараларын су тасқыны, толқындар немесе цунами әрекетінен қорғау. Теңіз қабырғасы – статикалық нысан болғандықтан, ол жағалаудың динамикалық сипатына қайшы келіп, құрлық пен теңіз арасындағы шөгінділер алмасуына кедергі келтіреді. Теңіз қабырғасын жобалау кезінде жергілікті климат, жағалаудағы орналасуы, толқын режимі (толқынның сипаттамалары мен оларға әсер ететін факторлар бойынша анықталады) және жер бедерінің құндылығы (морфологиялық ерекшеліктері) ескеріледі. Теңіз қабырғалары – жағалауды эрозиядан қорғайтын берік инженерлік құрылыстар. Теңіз қабырғасын салудан түрлі экологиялық мәселелер туындауы мүмкін, оның ішінде шөгінділердің қозғалысы мен тасымалдану үлгілерінің бұзылуы. Құрылыс құнының жоғары болуымен байланысты, жағалауды басқарудың басқа да жұмсақ инженерлік әдістерін, мысалы, жағажайды толтыру сияқты нұсқалардың қолданылуы артып келеді. Теңіз қабырғалары әртүрлі материалдардан салынады, көбінесе темір бетон, тас, болат немесе габион қолданылады. Сондай-ақ, құрылыс материалдары ретінде винил, ағаш, алюминий, шыны талшықты композиттер және жут пен кокос талшығынан жасалған биоразлагаюшы құм қаптары да қолданылуы мүмкін. Ұлыбританияда теңіз қабырғасы – плдер жасауға арналған топырақты насип немесе бөгет құрылысын да білдіреді. Құрылысқа қолданылатын материалдың түрі жағалаудағы тіршілік етуші организмдердің қоныстануына әсер етеді деген гипотеза бар, бірақ нақты механизмі әлі анықталған жоқ.

Табиғи кедергілер

БҰҰ-ның қоршаған ортаны қорғау бағдарламасы (ЮНЕП) жариялаған есепте 2004 жылғы 26 желтоқсандағы цунами мангрлер, коралл рифтері немесе жағалау өсімдіктері сияқты табиғи тосқауылдар бар аймақтарда аз зиян келтіргені көрсетілген. Жапондық зерттеушілердің Шри-Ланкадағы осы цунамиге қатысты жүргізген зерттеуінде әртүрлі ағаштардың әсерінен жағалаудың қарсы тұру қасиеттерін анықтау үшін спутниктік суреттерді пайдаланды. Коралл рифтері және мангр ормандары сияқты табиғи тосқауылдар цунамилердің және жағалау суларының таралуын болдырмай, су тасқыны мен толқындаудың күшін азайтты.

Компромистік факторлар

Шығын-пайда талдауы – теңіз қабырғасының қажеттігін және оның артықшылықтары шығындарға баруға тұрарлық екенін анықтаудың тиімді жолы. Эрозияны бақылаудан өзге, жағалауды нығайтудың табиғи жағалау экожүйелеріне, сондай-ақ адамдардың меншігіне немесе қызметіне тигізетін әсерін де ескеру қажет. Теңіз қабырғасы – жағалаудың өзгеруші табиғатына қайшы келетін және құрлық пен теңіз арасындағы шөгінділер алмасуын қиындататын тұрақты құрылыс. Төмендегі кесте теңіз қабырғаларының жағымды және жағымсыз әсерлерін қамтиды, оларды жағажайды толықтыру сияқты басқа жағалауды басқару тәсілдерімен салыстырғанда тиімділігін бағауға болады. + Short (1999) бойынша теңіз қабырғаларының артықшылықтары мен кемшіліктері Артықшылықтары Кемшіліктері Жұмсақ жағажайды толықтыруға қарағанда ұзақ мерзімді шешім. Өте қауіпті жағдайларда адам өмірін сақтап қалуға және эрозиядан келтірілген мүліктің зардабын азайтуға тиімді. "Жұмсақ" инженерлік әдістерге қарағанда жоғары энергиялы ортада ұзаққа тозуға төтеп бере алады. Демалыс және туризм үшін пайдалануға болады. Беруді және мықты жағалау қорғанысын құрайды. Салуға қымбат. Эстетикалық тұрғыдан ұнамайтын болуы мүмкін. Толқындардың энергиясын кері шағылыстырып, негізде шөгінділерді қазуға себеп болуы мүмкін. Табиғи жағалау процестерін бұзып, батпақты жерлер мен таяз жағажайлар сияқты жағалаудағы тіршілік орталарын жоюы мүмкін. Шөгінділердің тасымалдану процесінің өзгеруі құмның қозғалысын бұзып, құрылыстың төмен жағында эрозияның күшеюіне әкелуі мүмкін. Бұл жағажайлардың тозуына және жағажайға келгендер үшін пайдасыз болуына себеп болуы мүмкін. Жалпы, теңіз қабырғалары жағалау эрозиясын бақылаудың табысты тәсілі болуы мүмкін, бірақ олар жақсы салынған және толқындардың күшіне төтеп бере алатын материалдардан жасалған жағдайда ғана. Теңіз қабырғасы орналасқан жерге тән жағалау процестерін және морфодинамиканы түсіну қажет. Теңіз қабырғалары өте пайдалы болуы мүмкін; олар жұмсақ инженерлік шешімдерге қарағанда ұзақ мерзімді шешім ұсынады, сонымен қатар демалыс мүмкіндіктерін және экстремалды жағдайлардан, сондай-ақ күнделікті эрозиядан қорғауды қамтамасыз етеді. Күрт табиғи құбылыстар теңіз қабырғаларының нашар тұстарын ашады, оларды талдау болашақта жақсартулар мен қайта бағалауға мүмкіндік береді.

Теңіз деңгейінің көтерілуі

Теңіз деңгейінің көтерілуі дүниежүзіндегі теңіз қорғау қабырғалары үшін мәселе тудырады, себебі ол орташа су деңгейін және қалыпты емес ауа райы кезіндегі толқындардың биіктігін арттырады, ал қазіргі теңіз қорғау қабырғаларының биіктігі бұған төтеп беруге шамасы келмейді. Ұзақ мерзімді, сапалы толқын деңгейін тіркеу деректерінің соңғы талдаулары (Жердің гравитациялық өрісіндегі өзгерістер (GIA) және, мүмкіндігінше, Глобалдық позициялау жүйесі (GPS) арқылы басқа тік қозғалыстарға түзетулермен) ХХ ғасырда теңіз деңгейінің орташа жылдық өсу қарқыны 1,6–1,8 мм екенін көрсетеді. Климаттық өзгерістер жөніндегі үкіметаралық комиссия (IPCC) (1997) келесі 50–100 жылда теңіз деңгейінің көтерілуінің үдемелі болатынын және 2050 жылға қарай жаһандық орташа теңіз деңгейінің +18 см-ге көтерілуі күтілетінін болжады. Бұл деректерді Ханна (1990) растайды, ол 1900–1988 жылдар аралығында +16–19,3 см көтерілуін қамтитын ұқсас статистикалық мәліметтерді есептеді. 2012 жылғы «Сэнди» супер дауылы – теңіз деңгейінің көтерілуі және қалыпты емес дауылдың үйлесімділігі салдарынан болатын қиратушы әсердің мысалы. «Сэнди» супер дауылы Нью-Джерси және Нью-Йорк штатының тоспалы аралдары мен қалалық жағалауларына 4–5 метрлік дауыл толқынын жеткізіп, шамамен 70 миллиард долларлық зиян келтірді. Бұл мәселені одан әрі модельдеу және қазіргі теңіз қорғау қабырғаларының биіктігін арттыру және нығайту арқылы шешуге болады, бұл екі жағдайда да қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін қажет. Теңіз деңгейінің көтерілуі су тасқыны және үлкен цунамилердің қаупін де арттырады.

Гидростатикалық су қысымы

Теңіз қабырғалары, барлық тіреу қабырғалары сияқты, су қысымының жиналуын азайтуы керек. Су қысымының артуы теңіз қабырғасының арт жағындағы жер асты сулары дренаждалмағанда туындайды. Теңіз қабырғасына қарсы жер асты сулары аймақтың табиғи су деңгейінен, қабырғаның артындағы жерге сіңген жаңбырдан және қабырғадан асып түскен толқындардан болуы мүмкін. Су деңгейі жоғары су кезеңдерінде (мысалы, толысу кезінде) де көтерілуі мүмкін. Дренаждың жеткіліксіздігі теңіз қабырғасының бүкіліп, жылжуына, иілуіне, жарылуына немесе құлауына әкелуі мүмкін. Дренаж жүйесі арқылы немесе оның маңында топырақ эрозиясына ұшырап, су қысымының салдарынан шұңқырлар да пайда болуы мүмкін.

Экстремалды оқиғалар

Экстремалды оқиғалар да мәселе тудырады, себебі адамдарға нормативтік, күтілетін толқын үлгілерімен салыстырғанда, дауыл немесе қыраудан туындаған толқындардың күшін болжау немесе көзге елестету оңай емес. Экстремалды оқиғалар күнделікті толқындардан жүздеген есе көп энергияны шығарады, ал жағалаудағы дауылдардың күшіне төтеп беретін құрылыстарды есептеу қиын, және көбінесе нәтижесі қолжетімсіз болып шығады. Мысалы, Жаңа Зеландиядағы Омаха жағалауындағы теңіздік қабырға тек күнделікті толқындардың эрозиясын болдырмау үшін салынған, ал 1976 жылғы дауыл кезінде қабырғаның артында он метрдей ойылып, құрылымның бәрі қирап кетті. Теңіздік қабырғаларды қоршаған шөгінділер, табиғи жағалаулармен салыстырғанда, нашар физикалық қасиеттерге ие (жоғары кальцификация деңгейі, кристалдық құрылымның нашар құрылымдық ұйымы, төмен кремний мазмұны және макрокөлемді тегіссіздік), бұл теңіз түбінде мекендейтін түрлер үшін қиындықтар тудыруы мүмкін.

Басқа мәселелер

Кейбір басқа мәселелерге деректердің салыстырмалы түрде қысқа мерзімде сақталуынан теңіз қабырғаларының әсерінің ұзақ мерзімді үрдістері туралы деректердің болмауы кіреді; модельдеу шектеулері және әртүрлі жобаларды салыстыру, олардың әсерлері әртүрлі жағажай типтеріне, материалдарға, ағыстарға және орта жағдайларына байланысты жарамсыз немесе тең емес болуы мүмкін. Теңіз қабырғаларын күтіп-ұстаудың жетіспеушілігі де маңызды мәселе болып табылады. 2013 жылы Флорида штатының Пунта-Горда қаласында 1500 метрден астам теңіз қабырғасы құлап жатқаны анықталды. Аймақ тұрғындары теңіз қабырғасын жөндеу бағдарламасы үшін жыл сайын жүздеген доллар төлейді. Мәселе мынада: көптеген теңіз қабырғалары жарты ғасырдан астам уақыт бойы сақталған және тек күшті жаңбырлардың өзі оларды қиратуға жеткілікті. Егер теңіз қабырғаларын күтіп-ұстамаса, олар тиімділігін жоғалтады және жөндеуі қымбатқа түседі.

Тарих және мысалдар

Теңіз қабырғаларын салу ежелден-ақ қолданылып келген. Б.з.д. бірінші ғасырда римдіктер Кесария Маритимада теңіз қабырғасын немесе толқын қысқышын салып, жасанды порт (Себаст портын) құрды. Құрылыста теңіз суымен жанасқанда қатайтын Pozzolana бетоны пайдаланылды. Баржалар жасалып, бетонмен толтырылды. Олар орналастырылып, суға батырылды. Нәтижесінде пайда болған порт/толқын қысқыш/теңіз қабырғасы 2000 жылдан астам уақыт өткен соң да әлі күнге дейін сақталған. Ең ежелгі жағалау қорғанысы – Израиль жағалауындағы Жерорта теңізіндегі 100 метрлік тас үйінділері деп саналады. Бұл тас үйінділер соңғы мұз дәуірінен кейін теңіз деңгейінің көтерілуінен Тель-Хрейз жағалау елді мекенін қорғау мақсатымен орнатылды. Тель-Хрейзді 1960 жылы кемелердің құлауын іздеген су астында жүзушілер тапты, бірақ тас үйінділер 2012 жылы дауыл құмды қабатты жойғанға дейін табылған жоқ. Жақында, 1623 жылы Ұлыбританиядағы Канви аралында Темза сағасындағы үлкен су тасқыны кезінде теңіз қабырғалары салынды, бұл су тасқынына бейім аймақта болашақ оқиғалардан қорғану үшін құрылыс жүргізуге себеп болды. Содан бері теңіз қабырғаларының дизайны материалдардың, технологияның жақсаруымен және жағалау процестерінің қалай жүзеге асырылатынын түсіну арқасында күрделірек және ұқыптырақ болды. Бұл бөлімде теңіз қабырғаларының негізгі мысалдары хронологиялық тәртіппен келтіріліп, олардың цунамилерге немесе үздіксіз табиғи процестерге қалай қарсы тұрғаны және осы жағдайларда олардың тиімділігі сипатталады. Табиғи апаттар кезінде теңіз қабырғаларының жетістіктері мен кемшіліктерін талдау олардың осал тұстарын анықтауға және болашақта жақсартуға болатын салаларды көрсетуге мүмкіндік береді.

Канада

Ванкувер теңіз қабырғасы – Британдық Колумбияның Ванкувер қаласындағы Стенли паркінің периметрі бойынша салынған тас теңіз қабырғасы. Теңіз қабырғасы бастапқыда Первенький шағылауы арқылы өтетін кемелердің тудырған толқындарынан Проспект нүктесі мен Броктон нүктесі арасындағы аймақтың эрозияға ұшырауына байланысты салынды. Теңіз қабырғасының құрылысы 1917 жылы басталды, содан бері бұл жол жергілікті тұрғындар мен туристер үшін парктің ең көп қолданылатын нысанына айналды және қазіргі таңда жалпы ұзындығы 22 км-ді құрайды. Теңіз қабырғасының құрылысы Ұлы депрессия кезінде жұмыссыз қалғандарға және 1950 жылдары Дэдменс аралындағы теңізшілерге, жазалау жұмыстарын өтеуге мүмкіндік берді (Стил, 1985). Жалпы алғанда, Ванкувер теңіз қабырғасы – теңіз қабырғаларының жағалауды қорғаумен қатар, жағалау қоршаған ортасының адамдарға әдемілік сыйлауын арттыратын демалыс орны бола алатынының көрнекті мысалы. Сондай-ақ, жағалау эрозиясы табиғи процесс болғанымен, адамның қызметі, жағалаумен байланысы және дұрыс емес жоспарланған жағалауды дамыту жобалары табиғи эрозия жылдамдығын күшейте алатынын көрсетеді.

Үндістан

2004 жылғы 26 желтоқсанда Үнді мұхитында болған жер сілкінісінен туған цунамидің алып толқындары Үндістанның оңтүстік-шығыс жағалауына шағылысып, мыңдаған адамның өмірін қиды. Дегенмен, бұрынғы француз колониясы Пондишери зардап көрмеді. Бұл негізінен, қала француз колониясы болған кезде француз инженерлері салған (және күтіп ұстаған) алып тас темірқазыққа байланысты болды. 300 жылдық бұл темірқазық цунами толқындары қалыпты жарықтан 7 метр биікке су көтергеніне қарамастан, Пондишеридің тарихи орталығын құрғақ ұстады. Бөгет алғаш рет 1735 жылы аяқталды, және жылдар бойы француздар қабырғаны нығайта берді, портты шарпыған толқындардың эрозиясын тоқтату үшін 2 километрлік жағалау бойына үлкен тас үйінділерін жинады. Су жиегімен созылатын бөгеттің ең биік нүктесі теңіз деңгейінен 8 метрге жетеді. Салмағы бір тоннаға дейін жететін тастар қара және қоңыр түсті, ауа райынан тозығы жеткен. Темірқазық жыл сайын тексеріледі, егер жарықтар пайда болса немесе тастар құмға батса, үкімет оны нығайту үшін тас үйінділерін қосады. Индонезия жанындағы алып су асты жер сілкінісінен кейін Үндістанның жағалауын шағылған цунами толқындарынан Пондичерриде 600-ге жуық адам қаза тапты, бірақ қаза тапқандардың көпшілігі – жасанды бөгеттің артындағы ауылдарда тұратын балықшылар еді, бұл темірқазықтың тиімділігін көрсетеді.

Жапония

Жапонияның жағалауының кем дегенде 43 пайызы бетонды теңіз қабырғаларымен немесе басқа да толқындардан, тайфундардан және тіпті цунамилерден елді қорғауға арналған құрылыстармен жабылған. 2011 жылғы Тохоку жер сілкінісі мен цунами кезінде көптеген аймақтардағы теңіз қабырғаларының қорғаныс мүмкіндігі жойылды. Камаишиде, қала портында бірнеше жыл бұрын салынған, тереңдігі – , ұзындығы – және құны 1,5 миллиард доллар болатын әлемдегі ең үлкен теңіз қабырғасын толқындар басып өтіп, ақырында қала орталығын суға батырды. Теңіз қабырғаларына тәуелділіктің тәуекелдері Фукусима Дай-Ичи және Фукусима Дай-Ни атом электр станцияларындағы дағдарыста ең анық байқалды, екеуі де жер сілкінісі аймағына жақын жағалауда орналасқан, өйткені цунами станцияларды қорғауға тиіс қабырғаларды шайып кетті. Мүмкін, теңіз қабырғаларымен қамтамасыз етілген қосымша қорғаныс азаматтардың эвакуациялануына уақыт берді және толқынның жағалау аңғарларында биіктеуіне себеп болатын энергияның күшін азайтты. Алайда, теңіз қабырғалары суды ұстап, оның кері қайтуын тежеу арқылы кері әсер де көрсетті. Құрылысына 1,5 миллиард доллар жұмсалған әлемдегі ең үлкен теңіз қабырғасының күйреуі үлкен аумақтарды қорғау үшін күштірек теңіз қабырғаларын салудың тиімсіздігін көрсетті. Ядролық электр станцияларындағы ағымдағы дағдарыс жағдайында, егер сол жерде электр станциялары салынса, биік және мықты теңіз қабырғалары салынуы керек еді. Жағалау аймақтарындағы апат пен 10 000-нан асып кетуі мүмкін болатын қаза болжамы Жапонияны теңіз қабырғаларын қайта жобалауға немесе экстремалды құбылыстар үшін жағалауды қорғаудың тиімдірек әдістерін қарастыруға итермелеуі мүмкін. Мұндай нығайтылған жағалаулар мүлік иелері мен жергілікті тұрғындарға жалған қауіпсіздік сезімін де сыйлайды, бұл осы жағдайдан көрінеді.

Америка Құрама Штаттары

2012 жылғы «Сэнди» даулынан кейін Нью-Йорк қаласының мэрі Билл де Блазио 3 миллиард доллар көлемінде дауылдан қалпына келтіру қорын құрды, оның бір бөлігі жаңа теңіз қорғау қабырғаларын салуға және болашақ дауылдардан қорғануға бағытталды. Нью-Йорк портына дауыл толқынына қарсы тосқауыл салу жобасы ұсынылған, бірақ Конгресс немесе Нью-Йорк штаты оны мақұлдаған жоқ және қаржыландырмады. Флорида штатында жағалауға жақын үйлерді қорғау үшін «жолбарыс бөгеттері» пайдаланылады.