Sand Motor — сграда с природно решение за подобряване на крайбрежната защита по крайбрежието на Делфланд (Нидерландия)

Нидерландия, с дълга 350 км брегова линия, девет милиона жители, живеещи в крайбрежните райони, и обширни региони, разположени под средното морско равнище, е силно изложена на риск от крайбрежни наводнения. Преживяната ерозия на крайбрежието, причинена както от естествени процеси, така и от човешка намеса, извършена във водосборния басейн през последните векове, се засилва от текущото и прогнозирано повишаване на морското равнище. При вземането на решения с дълготраен ефект за защита от наводнения следва да се вземе предвид регионалното покачване на морското равнище от 0,65 до 1,3 m до 2100 г. и от 2 до 4 m до 2200 г., включително въздействието от слизането на сушата.

От 90-те години на миналия век, за да се справи с проблема с крайбрежната ерозия, Rijkswaterstaat започва редовни интервенции за подхранване на пясъка. Като оперативна цел беше решено бреговата ивица да бъде запазена в своята позиция (отправна точка е положението от 1990 г.). Годишният обем на пясъчната храна е определен в документи за политиката на 12 милиона m³. Това е количеството, необходимо за запазване на цялата нидерландска крайбрежна основа (районът между дюните и дълбочината — 20 m в морето), като се вземе предвид темпът на покачване на морското равнище, настъпил през миналия век (18 cm/век). Очаква се този обем да се увеличи през следващите десетилетия поради прогнозираното по-последователно покачване на морското равнище. Традиционните дейности за подхранване на пясъка (чрез депозиране на пясък на плажа) постепенно бяха допълнени от подводно подхранване на предния бряг, много по-евтин подход, позволяващ на природните сили да преразпределят пясъка и намаляване на въздействието върху крайбрежните функции.

За да се проучи още по-ефективен начин за поддържане на крайбрежието, от 2006 г. насам се появяват идеи за „мега-подхранване“. Идеите за брегова експанзия на брега на Делфланд са предложени още от 70-те години на миналия век и получават силен импулс в началото на 2000 г. от провинция Южна Холандия. Проучване на плана започна през 2009 г., фокусирано върху отлагането на огромен обем пясък в една операция, което позволява на вятъра, вълните и теченията постепенно да разпространяват пясъка по крайбрежието за по-дълъг период от време в сравнение с традиционните инициативи за хранене.

Основната цел на нидерландската национална крайбрежна политика е устойчивото поддържане на крайбрежната зона в различни мащаби на времето и пространството:

• Защита на хинтерланда от наводнения от море чрез поддържане на безопасни водни защити;
• Поддържане на бреговата линия (с базова брегова линия като отправна точка), запазване на всички крайбрежни функции;
• Поддържане на крайбрежната основа в контекста на относителното повишаване на морското равнище, което означава запазване на равновесието между средното морско равнище и бюджетите на седиментите.

Както е описано в доклада за първите четири години от програмата за мониторинг и оценка, за Пясъчния двигател са формулирани следните три цели:

• Насърчаване на естествения растеж на дюните и запазване на широк плаж по крайбрежието на Делфланд между Хук на Холандия и Схевенинген. Това ще осигури функции за опазване на крайбрежието, както и ползи за опазването на природата и развлекателните дейности.
• Развитие на знания и иновации с цел определяне на степента, в която поддържането на бреговата ивица и добавената стойност за отдиха и природата могат да бъдат постигнати заедно, също и с оглед на повишаването на морското равнище.
• Създаване на привлекателна зона за отдих и природа на брега на Делфланд.

Концепцията за „мегахранене“, като дълготраен източник на пясък, отложена в рамките на една операция, се прилага чрез пилотния проект Sand Motor, осъществяван на брега на Делфланд (Южна Холандия), където от 90-те години на миналия век се извършват редовни хранителни интервенции за контраст на бреговата ерозия.

Sand Motor е иновативна интервенция за защита на ниско разположените крайбрежни зони от въздействието на покачването на морското равнище. Това е голяма храна, извършена през 2011 г., непосредствено след общо укрепване на крайбрежната зона на Делфланд. Тя включва 21,5 милиона кубически метра пясък, извлечени на 10 километра в морето и депонирани по крайбрежието, за да образуват полуостров с форма на кука от 128 хектара, включително езеро с дюна и лагуна. Интервенцията е допълнена с две операции за подхранване на брега, проведени от двете страни на полуострова.

Това „мега-подхранване„следва подхода „Сграда с природата“. Количеството отложен пясък действа като буфер срещу повишаването на морското равнище. Подходът намалява честотата на смущенията в местните екосистеми, причинени от редовните интервенции за подхранване на пясъка, като същевременно предоставя нови площи за природата и нови възможности за развлекателни дейности.

В оригиналната си форма, Пясъчният мотор изпъква на 1 км в морето и се простира по протежение на 2 км от брега. На много места тя се издига до 5 метра над средното морско равнище. Окончателният проект на Пясъчния мотор беше избран като най-съвместим с трите основни цели, заложени в оценката на въздействието върху околната среда, извършена за реализацията на проекта: растеж на дюните, създаване на повече природни и развлекателни съоръжения, развитие на знанието.

От построяването на Sand Motor през 2011 г. пясъкът наистина се е разпространил по крайбрежието, с крайбрежна акреция както на юг, така и на север. Това доведе и все още води до промени във формата на Sand Motor, с (логично) най-силната еволюция през първата година след строителството. Преходните разработки на Sand Motor създадоха нови морфологични форми и пейзажи: „пясък“, лагуна, приливен канал, плажна равнина от южната страна на Sand Motor и различни модели на пясъчни брегове. Освен това в основата на куката е създадено ново езеро с отводняване и мониторинг, което гарантира, че Sand Motor няма да има отрицателно въздействие върху потоците подпочвени води във водосборния басейн на солена питейна вода откъм сушата.

Sand Motor е реализиран след споразумение, подписано от провинция Южна Холандия, Rijkswaterstaat, град Хага, общинските власти на Уестланд, Областния съвет за управление на водите в Делфланд и Федерацията за опазване на околната среда в Южна Холандия. Проектът е разработен съвместно от подписалите страни по време на семинарите и неговото местоположение обикновено е решено, за да се избегне всякакво отрицателно въздействие върху ангажираните заинтересовани страни. Освен страните, участващи в споразумението, бяха проведени консултации и с гражданското общество, които имаха възможност да задават въпроси и официално да възразяват чрез правни процедури, особено по време на етапа на планиране.

Чрез инициативата „Пясъчен мотор“ дългосрочната защита на крайбрежието (първична цел) се съчетава с разширяване на природата (ново местообитание за местната флора и фауна) и ново пространство за отдих, което отговаря на множество цели на различни участници. Това създаде значителен национален и международен интерес към Sand Motor. EcoShape, съвместно усилие с участието на холандските драгажни и инженерни компании, сектора на знанието и правителството, допринесе за разпространението и популяризирането на инициативата Sand Motor, подчертавайки нейния подход „Сграда с природата“. Заедно с Sand Motor бяха създадени няколко изследователски програми, включително NatureCoast, с трима пост-докторанти и дванадесет докторанти.

Подобни на Sand Motor решения се разглеждат на няколко места извън Нидерландия както в Европа (напр. Швеция, Обединеното кралство, Белгия), така и на други места (САЩ, Мексико). Осъществяването на интервенцията изисква използването на значителен обем пясък, добит в морето (21,5 милиона кубически метра), с размер на зърното, който е достатъчно съвместим с характеристиките на плажната зона на находище. Наличието на пясък е въпрос, който трябва да се вземе предвид при прехвърляемостта на практиката.

Sand Motor е уникална крайбрежна зона, включваща пясъчни апартаменти, които са потопени два пъти на ден при силен прилив. Странични ефекти от интервенцията са създаването на нови течения, произтичащи от динамичната природа и променящата се форма на полуострова с формата на кука, създавайки временни опасни ситуации, особено за къпане. Те биха могли да бъдат контролирани чрез комбинация от информация за обществеността, допълнително внимание на бреговата охрана, които бяха подпомогнати от батиметрични проучвания и от приложение за смартфон.

Проектът е финансиран от провинция Южна Холандия и Rijkswaterstaat; цената на интервенцията е 70 млн. евро.

След интервенцията е реализиран интензивен мониторинг. Пет години след построяването на Пясъчния мотор резултатите от мониторинговите дейности показват неговия принос за опазването на бреговете, особено в околностите на Пясъчния мотор. Бреговата линия на Sand Motor и веднага на север и на юг се е преместила и сега се намира към морето от базовата брегова линия. Проведените до момента обширни изследвания показват, че новата пясъчна писта, създадена чрез Sand Motor, предлага ново местообитание за флората и фауната, особено в и около защитената и плитка част на лагуната. Освен това Sand Motor предлага нова голяма площ, която се използва за развлекателни цели, в съответствие с очакванията на провинциалния орган на Южна Холандия. Други ползи са свързани с придобитите знания за крайбрежната система и възможностите за прилагане на тази иновативна интервенция за укрепване на крайбрежието.

Очакваният дълъг живот на Sand Motor (около 20 години) е ясно предимство на интервенцията в сравнение с традиционното песъчливо подхранване, изискващо редовни интервенции с голям обем пясък, който често нарушава морското дъно. Пет години след интервенцията Sand Motor се счита за реалистична алтернатива за крайбрежното управление както по отношение на разходите, така и по отношение на ефекта. Все още не е формулирана пълна икономическа оценка на иновативната намеса в сравнение с конвенционалните решения за поддръжка.

През 2008 г. нидерландският секретар по благоустройството и управлението на водите възложи на нидерландския секретар по благоустройството и управлението на водите нов комитет по делта (след създаването на първия комитет за управление на катастрофалното наводнение от 1953 г.) с мандат да формулира визия за дългосрочната защита на нидерландското крайбрежие и неговия хинтерланд. Този втори държавен комитет по делта представи предложения за това как да се защити нидерландското крайбрежие и ниско разположения хинтерланд от очакваното въздействие на изменението на климата, включително повишаването на морското равнище и крайбрежните наводнения. Тези препоръки, в интегрирана визия за бъдещето до 2100 г., захранваха програмата Delta за устойчива на изменението на климата Нидерландия, допълнително включена в Закона за делтата. Изграждането с природосъобразен подход, с пясъчно подхранване за защита на крайбрежните райони на Северно море от наводнения, е част от препоръките на Делта Комитета, които трябва да бъдат следвани в средносрочен и дългосрочен план.

Фазата на планиране на Sand Motor включваше процедурата за оценка на въздействието върху околната среда, за да се определят най-постижимите и екологосъобразни алтернативи за управление на крайбрежните райони, основано на храненето.

Sand Motor е построен между март 2011 г. и ноември 2011 г. и след завършването му интервенцията се наблюдава отблизо. Първата цялостна оценка на това как работи Sand Motor беше завършена след пет години от неговото изграждане (през 2016 г.), а окончателната оценка се очаква за 2021 г.

Очакваният жизнен цикъл на Sand Motor е най-малко 20 години, през които се очаква вятърът, вълните и теченията да разпространят пясъка по крайбрежието между Хуката на Холандия и Схевенинген. Въпреки това, пълното преразпределение на отложения пясък със сигурност ще отнеме повече от 20 години, с ползите от Sand Motor също след първите 20 години. След първите четири години от строителството на Sand Motor резултатите от мониторинга показват, че 95 % от обема на пясъка все още е в зоната на находище, което предполага, че продължителността на живота на пилотния проект може да бъде по-дълга от очакваното.

Marcel Taal
Deltares, Marine and Coastal Management
E-mail: Marcel.Taal@deltares.nl 

Ben Girwar
Province of Holland
E-mail: bs.girwar@pzh.nl 
General e-mail: zandmotor@kustvisiezuidholland.nl

Carola van Gelder-Maas
Rijkswaterstaat
E-mail: carola.van.gelder-maas@rws.nl 

Sand Motor уебсайт, Deltares, Rijkswaterstaat и провинция Холандия