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DE69505965T2 - Regenerierung von schlammigen, unter dem einfluss von gezeiten stehenden, flachküsten - Google Patents

Regenerierung von schlammigen, unter dem einfluss von gezeiten stehenden, flachküsten

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DE69505965T2
DE69505965T2 DE69505965T DE69505965T DE69505965T2 DE 69505965 T2 DE69505965 T2 DE 69505965T2 DE 69505965 T DE69505965 T DE 69505965T DE 69505965 T DE69505965 T DE 69505965T DE 69505965 T2 DE69505965 T2 DE 69505965T2
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DE
Germany
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mud
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clay
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DE69505965T
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Robert Taunton Somerset Ta1 4Xw Kirby
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Ravensrodd Consultants Ltd
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Ravensrodd Consultants Ltd
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B1/00Equipment or apparatus for, or methods of, general hydraulic engineering, e.g. protection of constructions against ice-strains
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Revetment (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Regeneration von Gezeitenschlammzonen, d. h. unbewachsenen schlammigen Küstenlinien.
  • Der Wert von sandigen Küstenlinien wird seit langer Zeit geschätzt, und eine Anzahl von Verfahren wurde eingesetzt, um der Erosion solcher Küstenlinien entgegenzuwirken, insbesondere in dem Fall von sogenannten Erholungsstränden in Ferienorten. Diese Maßnahmen reichen von dem Errichten von Buhnen, um die-Erosion aufzuhalten, bis zu dem Erhalten der Strände mit Sand, welcher fern der Küste (offshore) ausgebaggert wurde, um den Sand zu ersetzen, der durch die Erosion verloren wurde.
  • Schlammige Küstenlinien haben dagegen keinen Schutz erfordert, wenn nicht das Land hinter der Küste als wertvoll für die Landwirtschaft, Besiedlung oder Industrie angesehen wurde. Traditionell wurden schlammige Küstenlinien gegen die Erosion geschützt, indem eine salztolerante Vegetation angepflanzt wurde, um die Entwicklung von Salzmarschen zu fördern, welche den Schlamm einfangen und das Profil der Küste anheben, um einen natürlichen Schutzwall gegen das Meer zu errichten. In letzter Zeit wurde in Gebieten, wo Küstenbefestigungen nicht lebensfähig sind, eine Politik des strategischen Rückzugs angenommen, welche zu der Aufgabe von Land führt.
  • Es besteht ein Bedarf für ein effektives Verfahren zur Handhabung von erodierenden oder abgetragenen schlammigen Küstenlinien, das beispielsweise eingesetzt werden kann, wenn die Entwicklung eines Salzmarsches aus Gründen der Umgebung nicht annehmbar ist und wo ein strategischer Rückzug nicht möglich ist, da das Land hinter der Küste eine wertvolle industrielle oder Wohnrauminvestition darstellt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Bedarf zu befriedigen. Die Erfindung zielt darauf ab, die Ergebnisse von neueren hypsographischen Messungen von schlammigen Küstenlinien in Meeresarmen und Buchten zu verwerten. Diese Messungen haben gezeigt, daß das Profil einer Küstenlinie, aufgenommen von der subtidalen oder Niedriggezeitenzone zu der Hochgezeiten- oder supratidalen Zone, im Falle einer erodierenden oder abgetragenen schlammigen Küstenlinie im Gleichgewicht niedrig und konkav ist, aber im Falle einer anwachsenden schlammigen Küstenlinie im Gleichgewicht hoch ist und zu einer konvexen Form neigt. Wenn das Profil einer Gezeitenschlammzone von einer niedrigen, konkaven, abgetragenen Form zu einer hohen, konvexen, anwachsenden Form verändert werden kann, wird die Stabilität der Küstenlinie selbst und jeglicher künstlicher Küstenbefestigungen hinter der Schlammzone erhöht.
  • Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Regenerieren einer Küstenlinie, welche Gezeitenschlammzonen umfaßt, die abgetragen oder erodiert sind, durch Hinzufügen von Auffüllmaterial dazu zur Verfügung, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Ermitteln des umgebenden Gezeitenbereichs und des Wellenklimas einer zu regenerierenden Schlammzone, Ableiten eines regenerierten konvexen Profils für die Schlammzone und eines modifizierten Wellenklimas, unter welchem das regenerierte Profil stabil wäre, aus diesen Daten; und Ablagern von Auffüllmaterial, welches verdichteten oder entwässerten Schlamm oder Ton enthält, auf der Schlammzone, um das konvexe Profil zu bilden; weiterhin gekennzeichnet dadurch, daß Wellenbrecher oder Barrieremittel angeordnet werden, um das Wellenklima und das Sedimentationsmuster der Schlammzone zu modifizieren, so daß die Schlammzone für das Ablagern empfänglich gemacht wird und der abgelagerte Schlamm oder Ton zurückgehalten wird, wodurch ein neues Küstenlini enprofil errichtet wird, welches im Gleichgewicht mit dem modifizierten Wellenklima steht.
  • Die Regeneration des gesamten Profils der Küstenlinie und die Errichtung eines neuen Profils, das sich mit dem modifizierten Wellenklima gemäß der Erfindung im Gleichgewicht befindet, ist bevorzugt gegenüber dem Versuch, nur den Teil des Profils einer Küstenlinie zwischen dem mittleren Gezeitenniveau und dem mittleren Hochgezeitenniveau zu regenerieren, was zu einem instabilen Profil, das sich nicht im Gleichgewicht mit dem umgebenden Wellenklima befindet, führen würde und die Küstenlinie für eine Erosion bei niedrigeren Gezeitenniveaus anfällig bleiben lassen würde.
  • Typischerweise beinhaltet die Modifikation des Wellenklimas und damit des Sedimentationsmusters die Unterdrückung von hohen und kurzwelligen Wellen, welche andernfalls eine Erosion der Schlammzone und ihre Umkehr zu dem Profil vor der Regeneration bewirken würden, was bei dem Fehlen von jeglicher Modifikation das Profil wäre, welches dem Gleichgewicht mit dem umgebenden Wellenklima am nächsten käme. Das neue Profil für die zu regenerierende Schlammzone kann empirisch durch die Identifizierung und das Kopieren eines natürlichen Analogons abgeleitet werden, das aufzubauende regenerierte Profil wird aber vorzugsweise aus den hydrodynamischen Daten berechnet, die zu dem Schlammzone in Beziehung stehen, wie z. B. Gezeitenbereich, Wellenklima, Wellen- oder Windstrecke (wind fetch), Wellenabschwächung und Scherbeanspruchungsänderung über die Gezeitenzone hinweg. Die Menge an Schlamm oder Ton, die benötigt wird, um das regenerierte Profil aufzubauen, kann ebenfalls empirisch abgeleitet werden, indem ein bathymetrischer und topographischer Überblick erstellt wird, um das bestehende Profil der Schlammzone zu bestimmen und dann das bestehende Profil mit dem zu erreichenden regenerierten Profil verglichen wird.
  • Das regenerierte Profil kann aus den hydrodynamischen Daten mithilfe eines mathematischen Modells berechnet werden, welches ebenfalls verwendet werden kann, um das Ausmaß zu bestimmen, in welchem das Wellenklima durch die Wellenbrecher oder Barrierenmittel modifiziert werden muß.
  • Das Verfahren der Erfindung kann ein mathematisches Modell einsetzen, welches das regenerierte Profil berechnet, indem zwei Gleichungen behandelt werden, um Gleichgewichtsprofile für eine strömungsdominierte Gezeitenzone bzw. eine wellendominierte Gezeitenzone auf der Grundlage der zwei Komponenten der Scherbeanspruchung über eine Gezeitenzone hinweg zu bestimmen.
  • Die erste dieser Komponenten stellen die Ströme dar, die entlang der Küste und senkrecht zu der Neigung der Schlammzone durch die Gezeiten erzeugt werden. Im Gleichgewicht bestimmt der konstante kritische Wert der maximalen Scherbeanspruchung über einer Schlammzone in Abwesenheit von Wellen das Profil der Zone und ist eine Funktion des Gezeitenbereichs, der Breite der Zone und des Abstands von der Hochwassermarke. Das mathematische Modell erzeugt Schlammzonenprofile als Funktionen dieser Variablen und bestimmt Zonenbreiten als Funktionen der angenommenen kritischen Scherbeanspruchungen. Für eine Gleichgewichtszone entlang einer geraden Küstenlinie:
  • L*/L = (π/2 + 1)&supmin;¹ (1)
  • wobei L* = die Länge des unteren Bereichs des Profils,
  • L = der Abstand von der Niedrigwassermarke zu der Hochwassermarke und
  • π = 3,142
  • Gleichung 1 führt zu einem konvexen Gleichgewichtsprofil für eine strömungsdominierte Küste, ein Ergebnis, das sich mit der Beobachtung in Übereinstimmung befindet, daß Schlammzonen, die größtenteils oder vollständig durch Strömungen aufgebaut werden, dazu neigen, eine anwachsende und konvexe Form aufzuweisen. Wenn die Schlammzone an einen Salzmarsch angrenzt, wird ihr Gleichgewichtsprofil dahingehend verändert, daß die gesamte konvexe Form modifiziert wird.
  • Der zweite Bestandteil der Scherbeanspruchung wird durch Windwellen beigesteuert, und die Beanspruchung aufgrund solcher Wellen wird durch Änderungen in der Höhe und Periode der Wellen bestimmt. Wo eine Gezeitenschlammzone Sturmwellen ausgesetzt ist und die Gezeitenströmungskomponenten schwach sind, wird das Gleichgewichtsprofil der Schlammzone durch das Wellenklima gesteuert. In einer hypothetischen Situation, wo die Gezeitenströmungen vernachlässigbar sind und die Scherbeanspruchungen ausschließlich auf den Wellen beruhen, wobei angenommen wird, daß sich die Windwellen senkrecht zu der Küste ausbreiten, ohne zu brechen, und daß es keine Komponente einer Wellenreflexion an der Küste gibt (eine Situation, die in gewissem Ausmaß auf leicht geneigte, in hohem Maße dissipative Gezeitenschlammzonen anwendbar ist), gilt dann für eine Gleichgewichtszone an einer geraden Küstenlinie, d. h. einer Küstenlinie mit einer gleichmäßigen Verteilung der Wellenbahngeschwindigkeit über die gesamte Zone hinweg:
  • h(x)/ho = (1 - x/L)2/3 (2)
  • wobei h = h(x) = die Tiefe des Gezeitenzonenprofils,
  • ho = die Hochwassertiefe bei x = 0 und dies entspricht dem Gezeitenbereich
  • L = der Abstand von der Niedrigwassermarke zu der Hochwassermarke und
  • x = der horizontale Abstand in einer Richtung normal zu der Küste.
  • Entlang einer geraden Küstenlinie ist das Gleichgewichtsprofil für eine wellendominierte Gezeitenschlammzone unter den oben angegebenen Bedingungen konkav.
  • Das oben erwähnte mathematische Modell beeinflußt die Gleichungen (1) und (2), wobei lokale und reale Eingabedaten über den Gezeitenbereich, berechnete Längs- und Senkrecht- Scherbeanspruchungen bei Springflut und Springebbe und Wellenhöhe- und Wellenperiodedaten verwendet werden, die von Messungen der Windstrecke und dem Aussehen der Gezeitenschlammzone, welche regeneriert werden soll, abgeleitet wurden. Das Modell kann verfeinert werden, um brechende Wellen und Wellenrefraktionen über eine Schlammzone hinweg einzubeziehen, und ebenfalls um Änderungen bei den Gezeitenscherbeanspruchungen für gekrümmte Küstenlinien einzubeziehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet das Verfahren jedoch ein mathematisches Modell, welches das Konzept einer räumlich gleichmäßigen, über die Wellen gemittelten Geschwindigkeit der Energieverteilung pro Einheitsfläche einer Schlammzone einsetzt, um eine quer zur Küste verlaufende Schlammprofilgeometrie für das Wasser nahe der Küste zu entwickeln, und welches konvexe anwachsende Nahküstenprofile vorhersagen kann. Das Modell basiert auf der Erkenntnis, daß im Gegensatz zu sandigen oder kiesigen Küstenlinien, wo die Wellenenergie hauptsächlich durch Reibung mit dem Boden und eine Wassersäulenturbulenz aufgrund des Brechens der Wellen verteilt wird, die Wellen, welche eine schlammige Küstenlinie überqueren, ihre Energie hauptsächlich durch eine Reibungsdissipation (viscous dissipation) innerhalb des weichen, schlammigen Bodens, aufgrund einer welleninduzierten Bewegung oder Verflüssigung des Schlammes verlieren, und dieses muß für dieses Verfahren berücksichtigt werden.
  • Die Art und Weise der Profiländerung an einer schlammigen Küstenlinie ist abhängig von einem über das Profil gemittelten Wellenabschwächkoeffizienten ki, welcher das Verfüssigungspotential des Schlammes kennzeichnet. Der Wert ki, wie er aus der Lösung eines Wechselwirkungsproblems zwischen einer zweischichtigen linearen Welle - weichem Boden berechnet wird, ist eine Funktion der Rheologie des Schlammes, und dieses ist wiederum abhängig von der damit verbundenen Wellenhöhe. Daher zeigt ein hoher Wert von ki das Vorliegen einer entsprechend dicken fluiden Schlämmschicht an, von welcher in Laborexperimenten gezeigt wurde, daß sie mit einer ansteigenden mittleren Geschwindigkeit der Energieverteilung und somit mit einer ansteigenden Wellenhöhe ansteigt. Ein hoher ki-Wert zeigt ein konkaves Erosionsprofil an, wogegen ein niedrigerer ki-Wert eine niedrige Wellenhöhe und ein anwachsendes konvexes Profil impliziert. Dieser Trend erstreckt sich jedoch nicht auf die innere Brandungszone, wo das Brechen der Wellen eine wichtigere Ursache für die Energieverteilung ist als die Absorption der Wellenenergie durch den schlammigen Boden. Daher wird vorzugsweise ein empirischer Nahküsten-Tiefenkorrekturterm in das Modell aufgenommen, um die Genauigkeit der Vorhersage für den nahe der Küste gelegenen Bereich des Profils zu verbessern.
  • In dem bevorzugten Modell ist die Geometrie des Profils, das regeneriert werden soll, wie folgt definiert:
  • h = h&sub0;exp 4 ki(y0 - y)(y/y0)2 (4)
  • und dieses kann geeignet dimensionslos ausgedrückt werden als:
  • wobei y =
  • y = y/y&sub0; und
  • h = h/h&sub0; und
  • K = ki y&sub0; und dies ist ein dimensionsloser Wellenparameter, bei welchem ki durch die Breite des Profils y&sub0; geteilt wird.
  • In den Gleichungen (4) und (5) gilt:
  • h = die Wassertiefe,
  • h&sub0; = die Wassertiefe bei einer Offshore-Grenze des Profils hinter der Niedrigwassermarke,
  • h = die dimensionslose Wassertiefe, ausgedrückt als ein Verhältnis oder ein Prozentsatz
  • ki - der über das Profil hinweg gemittelte Wellenabschwächkoeffizient,
  • K = der dimensionslose Wellenabschwächparameter, ausgedrückt als ein Prozentsatz,
  • y = die Länge des Profils entlang einer horizontalen Achse normal zu der Küstenlinie bei dem mittleren Wasserniveau,
  • y&sub0; = die Breite des Profils von der Hochwassermarke zu der Offshore-Grenze und
  • y = der dimensionslose Wert der y-Koordinate.
  • In der Praxis werden, wie oben erwähnt, die Daten von dem lokalen Gezeitenbereich und der Wellenstrecke verwendet, um den Gezeitenstrom und das Wellenklima in der Schlammzone, die regeneriert werden soll, abzuschätzen, und die Ergebnisse von rheologischen Messungen zeigen den Zustand der Oberfläche der Schlammzone an. Das Modell berechnet so eine neue, konvexe Form für die abgetragene, konkave Schlammzone, welche regeneriert werden soll, wobei das modifizierte Wellenklima berücksichtigt wird, welches durch die Wellenbrecher oder Barrieremittel bewirkt wird.
  • Der Schlamm oder Ton, welcher verwendet wird, um das regenerierte Profil aufzubauen, kann aus jeglicher Quelle entnommen werden, aber da erodierende schlammige Küstenlinien oft die Notwendigkeit begründen, benachbarte Schiffahrtskanäle auszubaggern, kann der verwendete Schlamm oder Ton praktischerweise schlammigen Baggeraushub umfassen. Der Baggeraushub kann bearbeitet werden, um sowohl grobe Trümmer als auch Verunreinigungen wie z. B. Schwermetalle zu entfernen und um einen Verdichtungsgrad oder eine Entwässerung zu erreichen, so daß er eine Konsistenz aufweist, welche es ermöglicht, das gewünschte Profil zu bilden und beizubehalten, beispielsweise eine solche Konsistenz, daß der Schlamm oder Ton seine Lage auf einem sich neigenden Grund beibehalten kann und eine stabile geneigte Oberfläche annehmen kann.
  • Vorzugsweise wird die Entwässerung durch einen chemischen Zusatz wie z. B. Branntkalk (CaO) bewirkt, welcher mit dem Wasser in dem Aushub reagiert, um Wärme zu erzeugen und somit einen Wasserverlust und eine Verdichtung mit sich zu bringen. Die endgültige Konsistenz des bearbeiteten Schlamms oder Tons wird durch die Menge an verwendetem Zusatz bestimmt und kann von verformbar bis fest-abbindend reichen, abhängig von den bestimmten Anforderungen der Verwendung. Der Zusatz kann ebenfalls chemische Verunreinigungen oder Schmutzstoffe in dem Aushub binden.
  • Alternativ kann der Baggeraushub mechanisch gemäß der Technologie bearbeitet werden, die bei dem METHA-Werk in Hamburg eingesetzt wird, wie in Detzner H-D, "Mechanical Treatment of the Dredged Material from the Hamburg Harbour", CAT II-Kongreß, Sitzung 3: Treatment; Seiten 3.25- 3.28, Antwerpen, 15 bis 17 November 1993, beschrieben ist.
  • Der bearbeitete Baggeraushub oder anderer Schlamm oder Ton kann beispielsweise durch offene Förderanlagen, um durch Schwerkraft in der Luft oder durch seichtes Wasser hindurch aufgetragen werden, oder indem er in einem plastischen Zustand eine Pipeline entlang gepumpt wird, um unter Wasser aufgetragen zu werden, zu der Ablagerungsstelle auf der Schlammzone gebracht werden. In einigen Fällen ist es bevorzugt, daß der Schlamm oder Ton von einer an der Küste gelegenen Anlage abgelagert wird, da die höheren Niveaus einer Schlammzone für längere Perioden exponiert sind als die niedrigeren Niveaus und eine größere Bedeckung von abgelagertem Schlamm benötigen, um das gewünschte Profil aufzubauen.
  • In anderen Fällen ist es jedoch bevorzugt, den Schlamm oder Ton von einer fern der Küste liegenden Anlage aus abzulagern, z. B. einem Vorrats-Lastkahn (stock barge), da die exponierte Oberfläche der Schlammzone den Verkehr von der an der Küste liegenden Anlage nicht aushält und durch von der Küste ausgehende Operationen weiter abgetragen wird. In bevorzugten Ausführungsformen wird der Schlamm oder Ton von dem Vorrats-Lastkahn zu der Ablagerungsstelle hin durch eine Kette schwimmender Förderanlagen befördert, welche zur Küste hin ausgedehnt werden können und von der Küste weg zurückgezogen werden können, wenn sich die Gezeiten in Flut und Ebbe über die Schlammzone hinweg bewegen, wobei das Ausgabeende der Förderkette durch Stützen, welche die Förderanlage gegenüber jeglichen Strömungen stabil halten und erlauben, daß das Ausgabeende über die Schlammzone hinweg bewegt werden kann, um die Ablagerungsstelle zu verändern, oder durch eine Pipeline mit beispielsweise einem Verteilerkopf an seinem Auslaßende, um den Schlamm oder Ton unter Wasser aufzutragen, mit dem Lastkahn oder der Küste verbunden ist. Der Verteilerkopf weist vorzugsweise eine ausgestellte Form auf. In den bevorzugten Ausführungsformen wird die Förderkette oder der Verteilerkopf für einen Niedrigwasserbetrieb von Niedrigströmungs-Flotationsvorrichtungen getragen.
  • Die Wellenbrecher oder Barrieremittel, welche verwendet werden, um das Wellenklima und Sedimentationsmuster der Schlammzone zu modifizieren, um ihren anwachsenden Zustand aufrechtzuerhalten und damit das regenerierte Profil zu bewahren, können sich an der Küste, d. h. in der Zwischengezeitenzone, oder fern der Küste befinden. Die Wellenbrecher oder Barrieremittel müssen nicht kontinuierlich sein und müssen in dem Fall von einem fern der Küste liegenden Wellenbrecher oder einer Barriere keine Struktur aufweisen, die über die ganze Wassertiefe hinweg reicht. Ein von der Küste entfernt liegender Wellenbrecher oder eine Barriere kann untergetaucht sein und kann das obere Ende bei ungefähr einem mittleren Gezeitenniveau haben, um so die Schlammzone vor einer Welleneinwirkung zwischen Niedrigwasser und mittlerem Wasserstand zu schützen, während der Durchgang von kleinen Wellen zwischen mittlerem Wasserstand und Hochwasser zugelassen wird.
  • Der Wellenbrecher oder das Barrieremittel kann Buhnen aus Schotter, Holz oder anderen geeigneten Materialien, die sich von der Küste aus, im wesentlichen senkrecht dazu, erstrecken, um als Wellenbrecher zu wirken und um sich einer Bewegung des abgelagerten Schlamms entlang der Küste zu widersetzen, eine Reihe von Dämmen (bunds) parallel zu der Küste in der Zwischengezeitenzone, um den abgelagerten Schlamm zurückzuhalten und als Wellenbrecher zu wirken, oder einen Niedrigwasser- oder fern der Küste liegenden Wall oder Wellenbrecher umfassen. Die Buhnen oder Dämme können angeordnet werden, um als ein Gestalter zu wirken, um das neue Küstenprofil zu steuern und um sicherzustellen, daß das gewünschte Profil durch die Ablagerung des Schlamms erhalten wird. Solche Gestalter können ebenfalls Fehler oder das Rutschen an den Kanten des neuen Profils begrenzen. An geschützten Orten können niedrige Schlammwälle, Palisaden- oder Strauchwerkzäune eingesetzt werden. In anderen Fällen können verankerte Lastkähne, die mit Abfallgestein gefüllt sind, oder sogar Dämme aus Quarderstein, Schotter, alten Reifen, vorgegossenen betonierten Blöcken oder dergleichen verwendet werden, um Barrieren oder Wellenbrecher zu bilden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich jedoch die Wellenbrecher oder Barrieremittel fern der Küste und umfassen einen schwimmenden Wellenbrecher, welcher ausgelegt ist, um hohe und kurzwellige Wellen zu unterdrücken, den Durchgang von niedrigen und langwelligen Wellen aber zu erlauben.
  • Am Ort einer Meeresbucht kann das Wellenbrecher- oder Barrieremittel eher an dem Scheitelpunkt einer Schlammzone zwischen zwei kleinen Buchten (creeks) angeordnet werden, als unterhalb der Niedrigwassermarke. An einem solchen Ort kann die Regeneration der Schlammzone die Wellenstrecke in einem solchen Ausmaß vermindern, daß das Wellenbrecher- oder Barrieremittel eventuell entfernt werden kann.
  • Die Verwendung von schlammigem Baggeraushub als dem Schlamm zum Aufbauen des regenerierten Profils der Schlammzone hat den Vorteil, daß ein nutzloser Abfall von Baggervorgängen in ein nützliches Hilfsmittel umgewandelt werden kann. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erreicht ein selbstkonservierendes, regeneriertes Profil, welches kein anschließendes Eingreifen, um das Profil erneut aufzufüllen nötig macht, außer bei außergewöhnlichen Umständen aufgrund von Sturmschäden.

Claims (11)

1. Ein Verfahren zum Regenerieren einer Küstenlinie, welche Gezeitenschlammzonen umfaßt, die abgetragen oder erodiert werden, durch Hinzufügen von Auffüllmaterial dazu,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Ermitteln des umgebenden Gezeitenbereichs und des Wellenklimas einer zu regenerierenden Schlammzone-,
Ableiten eines regenerierten konvexen Profils für die Schlammzone und eines modifizierten Wellenklimas, unter welchem das regenerierte Profil stabil wäre, aus diesen Daten;
Ablagern von Auffüllmaterial, welches verdichteten oder entwässerten Schlamm oder Ton enthält, auf der Schlammzone, um das konvexe Profil zu bilden und Anordnen von Wellenbrechern oder Barrieremitteln, um das Wellenklima und Sedimentationsmuster der Schlammzone zu modifizieren, so daß die Schlammzone für das Ablagern empfänglich gemacht wird und der abgelagerte Schlamm oder Ton zurückgehalten wird, wodurch ein neues Küstenlinienprofil errichtet wird, welches im Gleichgewicht mit dem modifizierten Wellenklima steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzubauende regenerierte konvexe Profil aus den hydrodynamischen Daten bezüglich der Schlammzone berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das regenerierte Profil gemäß folgender Gleichung berechnet wird:
h = exp 4K(1 - y) y²,
wobei y = y/y&sub0;, h = h/h&sub0; und K = kiy&sub0;, wobei h die Wassertiefe ist, h&sub0; die Wassertiefe an einer Offshore- Grenze des Profils unterhalb der Niedrigwassermarke ist, h die dimensionslose Wassertiefe ist, ki der über das Profil gemittelte Wellenabschwächkoeffizient ist, K der dimensionslose Wellenabschwächparameter-ist, y die Länge des Profils entlang der horizontalen Achse normal zu der Küstenlinie bei mittlerem Wasserstand ist, y&sub0; die Breite des Profils von der Hochwassermarke zu der Offshore-Grenze ist und y der dimensionslose Wert der y-Koordinate ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch kennzeichnet, daß es weiter die folgenden Schritte umfaßt:
Erstellen eines bathymetrischen und topographischen Überblickes der Schlammzone, die regeneriert werden soll, um das existierende Profil zu bestimmen und das existierende Profil mit dem regenerierten Profil zu vergleichen, um die erforderliche Schlamm- oder Tonmenge zu bestimmen, um das regenerierte Profil zu bilden.
5. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm oder Ton auf den Schlammzonen von einem an der Küste liegenden Werk abgelagert wird.
6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm oder Ton von einem küstenfernen Lastkahn abgeladen wird, und daß der Schlamm oder der Ton in einem plastischen Zustand durch eine Pipeline von dem Lastkahn zu der Ablagerungsstelle gepumpt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm oder Ton unter Wasser durch einen Verteilerkopf am Auslaßende der Pipeline abgelagert wird.
8. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenbrecher oder Barrieremittel von der Küste entfernt liegen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die küstenfernen Wellenbrecher oder Barrieremittel einen schwimmenden Wellenbrecher umfassen, der angepaßt ist, um hohe und kurzwellige Wellen zu unterdrücken und den Durchgang von niedrigen und langwelligen Wellen zu erlauben.
10. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm oder Ton schlammiger Baggeraushub ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der schlammige Baggeraushub vor dem Ablagern derart behandelt wird, daß er eine Konsistenz erhält, die es ermöglicht, das regenerierte Profil zu bilden und zu erhalten.
DE69505965T 1994-05-12 1995-05-12 Regenerierung von schlammigen, unter dem einfluss von gezeiten stehenden, flachküsten Expired - Fee Related DE69505965T2 (de)

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