Zastosowanie modelu trójwarstwowego do opisu transportu rumowiska w sąsiedztwie progów podwodnych na przykładzie Kołobrzegu

Głównym celem pracy było określenie i sparametryzowanie zjawisk hydrodynamicznych zachodzących w strefie brzegowej morza w obrębie progów podwodnych. W rejonie budowli typu próg podwodny zachodzą skomplikowane procesy hydrodynamiczne, które odgrywają znaczącą rolę w transporcie osadów zarówno od- i dobrzegowych, jak i wzdłużbrzegowych. W niniejszym artykule przeprowadzono analizę dla profilu 331,5 KM w rejonie Kołobrzegu i wykonano obliczenia transportu osadów przy różnym usytuowaniu progów względem brzegu oraz dla różnych ich wysokości i różnych wysokości progów podwodnych. Zmiany erozyjne brzegu w obrębie Kołobrzegu, obserwowane w latach 2007-2011, były bezpośrednią przyczyną powzięcia decyzji o rozpoczęciu w 2012 roku budowy umocnień ochronnych w postaci progów podwodnych, ostróg brzegowych oraz wykonania sztucznego zasilania plaży. Obliczenia wykonane na podstawie danych Urzędu Morskiego w Słupsku z 2013 roku wykazują jednak brak skuteczności tych umocnień, gdyż we wszystkich profilach brzegowych zanotowano zmniejszenie tzw. powierzchni aktywnej. Analiza wariantu z progiem ok. 100 m od brzegu pokazała, że transport rumowiska wzdłuż brzegu dominuje nad transportem od- i dobrzegowym. Obliczona maksymalna wartość tego transportu przed progiem od strony morza jest dwa razy większa od wartości tego transportu w sytuacji bez progu. Należy spodziewać się zatem wzmożonej erozji dna przed progiem od strony morza, wywołanej wzrostem transportu wzdłuż brzegu, spowodowanym wybudowaniem progu. Ponadto okazało się, że w sytuacji ukośnego podchodzenia fali do brzegu pod kątem 30°, dodatkowo przed progiem od strony morza występuje przewaga obliczonych wartości transportu odbrzegowego nad dobrzegowym, co również może oznaczać potencjalną erozję dna przed progiem. Z drugiej jednak strony obliczenia natężenia transportu rumowiska na odcinku pomiędzy progiem a linią brzegu pokazały, że jest ono praktycznie zerowe, co oznacza stabilizację profilu pomiędzy progiem a brzegiem. W pracy przeprowadzono także analizę różnych scenariuszy, dzięki którym można było ocenić skuteczność działania progów w zależności od odległości ich posadowienia od linii brzegowej oraz od położenia korony budowli pod poziomem wody. Obliczenia pokazały, że najkorzystniejszą lokalizacją budowli byłoby położenie progów na głębokości 3.5 m, w odległości ok. 175 m od brzegu. Optymalną wysokością budowli byłaby wysokość rzędu 2.0 m. W takim przypadku obliczone wartości transportu wzdłuż brzegu oraz transportu od- i dobrzegowego w całym profilu poprzecznym są znacząco mniejsze od wartości uzyskanych dla wariantu bez progu, zaś strefa stabilizacji profilu pomiędzy progiem a linią brzegu jest znacząco szeroka. Badania wykazały, że obecne usytuowanie progów może być przyczyną zmian erozyjnych w badanym miejscu. Zaleca się zatem monitorowanie działania tych konstrukcji poprzez systematyczne i okresowe zbieranie danych tachimetrycznych plaży i batymetrycznych przekrojów podwodnych w sąsiedztwie progów.

Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne, nauki ścisłe i przyrodnicze
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka, nauki o ziemi i środowisku