Морська дамба (протихвильова дамба, протинагонна дамба) — вид захисних споруд узбережжя великих водойм від процесів, які тим чи іншим чином спричиняють руйнівний вплив на прибережні території. До процесів, від яких забезпечується захист, належать такі згінно-нагінні явища як цунамі, сейші, припливи і штормові припливи, штормовий хвильовий вплив, ерозія берегової лінії через прибережні морські течії і сезонні зміни рівня води в замкнутих водоймах. Через те, що протинагонні дамби є постійними спорудами, вони впливають на динамічну природу узбережжя й ускладнюють обмін осадовими породами суходолу і водойми.
Місця зведення морських дамб зазвичай мають низько розташований рівнинний рельєф і значні площі періодично затоплюваних ділянок узбережжя (див., наприклад, Польдер). Протихвильові дамби зводять для захисту узбережжя від штормового хвильового впливу, одним з різновидом таких дамб є хвилеріз.
Призначення морських дамб є відбивання енергії хвиль назад у водойму і недопущення поширення води вглиб берегової зони за тимчасової зміни рівня водойми. Оскільки вода, атмосфера та інші природні процеси постійно впливають на подібні споруди, вони, як правило, вимагають періодичних робіт з підтримки цілісності. Конструкцію сучасних морських дамб вибирають, виходячи з тих фізичних природних явищ (ерозійних процесів), яким вони мають протистояти, з особливостей місцевого клімату, значущості ландшафту і навколишнього середовища. З конструкційних матеріалів часто вибирають залізобетон, камінь, сталь, габіон, додатково можуть використовуватися вініл, деревина, алюміній, фібергласові композити, мішки з піском і звичайний ґрунт. Розрізняють вертикальні, ступінчасті та насипні дамби:
Стародавній англосаксонський манускрипт — «Беовульф» містить згадку про місце «поблизу морської стіни» (sæ wealle neah) що належить до періоду X століття і раніше (ці споруди в англомовних країнах досі називають «sea wall»). Однак, дослідники досі не зійшлися на думці про те, чи йдеться про капітальну споруду (на що вказує фраза «поблизу», «біля»), чи це фігура мови.
Першим задокументованим створенням морської дамби було будівництво 1623 року після великої повені на острові Канвей (Велика Британія) в гирлі Темзи.
1735 року для захисту від ерозії гавані міста Пудучеррі у Французькій Індії зведено кам'яно-насипну дамбу довжиною 2 км і висотою 9 м над рівнем моря. У грудні 2004 року, після землетрусу, що спричинив цунамі, центральну частину міста не зачепило підняття води, яке в цій місцевості сягало 8 м.
Зовнішні відеофайли | |
---|---|
Затоплення Камаїсі після руйнування зовнішньої дамби в гавані, 11.03.2011 |
Загальна довжина берегової лінії Японії становить 35 тис. км, 40 % якої оточена залізобетонними морськими дамбами проти штормових хвиль, нагонів води та цунамі. Після землетрусу в березні 2011 року і подальшого цунамі, більшість із цих захисних споруд поблизу епіцентру подолали хвилі, зокрема через опускання деяких ділянок узбережжя після поштовхів. Розташування частини захисних споруд у межах замкнутих бухт знижувало їхню ефективність, через фокусування хвиль, що приходять, тобто через підвищення рівня нагону в цих місцях відносно інших ділянок узбережжя. В цьому випадку також проявлявся шкідливий стримувальний ефект цих споруд під час відтікання води, що надійшла раніше, після завершення її нагону.
Наприклад, у місті Камаїсі з гаванню, глибиною 69 м і шириною 2 км, в середині 2000-х побудовано захисну дамбу вартістю 1,5 млрд доларів, яку в Книзі рекордів Гіннесса відзначено як найглибшу хвилерізну дамбу у світі. Цунамі висотою 18 м подолала основну споруду, викликавши перелив через кромку дамби. Додатково, удар хвилі призвів до часткового руйнування дамби, що відкрило доступ для надходження до внутрішньої акваторії великих обсягів води, забезпечило зростання рівня води в гавані, достатньо швидке для подолання внутрішніх захисних портових споруд, і, врешті-решт, стало причиною затоплення нижніх районів міста.
Під час чисельного моделювання фільтраційний рух рідини через порожнини матеріалу дамб оцінюється не за допомогою класичних рівнянь для пористої структури, а інтегруванням рівнянь RANS у рамках вибраної моделі турбулентності.
Приклад результатів чисельного моделювання — MEDUS 2009
|