Bojen, Wellenbrecher und künstliche Riffe

Ein Groyne ist eine Küstenschutzstruktur, die senkrecht zur Küste der Küste (oder Fluss), über dem Strand und in das Ufer (das Gebiet zwischen der Nearshore-Region und dem inneren Festlandsockel) gebaut wurde, um Longshore-Drift zu reduzieren und Sedimente einzufangen. Ein groyne Feld oder System ist eine Reihe von Groynes, die zusammen handeln, um einen Strand zu schützen. Felsen wird oft als Baumaterial verwendet, aber Holzgroynes, Stahlgroynes, Schuttmound und sandgefüllte Beutelgroynes oder Groynes aus Betonelementen können ebenfalls gefunden werden. Felsgroynes werden im Allgemeinen bevorzugt, da sie haltbarer sind und aufgrund ihrer durchlässigen Natur mehr Wellenenergie aufnehmen. Holz oder Gabionen können für temporäre Strukturen verwendet werden.

Groynes fangen Sedimente aus Longshore Drift, so dass die Küste hinter der Sandschicht vor Erosion geschützt ist. Ihre Wirksamkeit hängt von ihrer Ausdehnung in den Fluss oder das Meer ab. Wie alle anderen Systeme, die auf die Longshore-Drift wirken, können sie das Transport- und Sedimentationsmuster von Unterflussbereichen negativ beeinflussen, was zu einer Abdrifterosion führt. Andere nachteilige Auswirkungen (insbesondere für Flüsse) können eine Zunahme der Stromgeschwindigkeit im eingeengten Fließgebiet mit zunehmender Erosion des Bettes und einer Vertiefung des Bettniveaus sein. Groynes können auch in Mündungen verwendet werden, um Gezeitenströmungsgeschwindigkeiten an der Küste zu verringern. Felsgroynes können in diesem Fall effektiver sein, da Holzgroynes dazu neigen, Energie zu reflektieren, die sie absorbiert. Dies hängt von der Art der Holzkonstruktionen ab; im Allgemeinen sind Bildschirme weniger effektiv.

Ein Wellenbrecher ist eine Küstenstruktur (in der Regel eine Fels- und Schutthügelstruktur), die ins Meer projiziert, die Schiffe vor Wellen und Strömungen schützt, das Verschwinden eines Navigationskanals verhindert, einen Uferbereich schützt oder eine thermische Vermischung verhindert (z. B. Kühlwasseraufnahme). Ein Wellenbrecher besteht in der Regel aus verschiedenen Steinschichten und wird typischerweise mit großen Rüstungssteinen oder Betonpanzereinheiten gepanzert (eine Ausnahme sind z. B. vertikale Wellenbrecher). Ein Wellenbrecher kann an der Küste oder vor der Küste (freistehendes oder Riffbruchwasser) gebaut werden.

Künstliche Riffe (oder Riffbrecher) sind Schutthügelbrecher von typischerweise eindimensionalen Steinen mit einem Kamm auf oder unter dem Meeresspiegel. Sie werden in der Regel Offshore (oft parallel zum Ufer) gebaut. Sie sind in der Regel weniger aufdringlich und können (je nach Ausrichtung) weniger Einfluss auf Longshore-Prozesse haben. Ähnlich wie Wellenbrecher reduzieren künstliche Riffe Wellenenergie und schützen den Strand vor Erosion. Sie können kontinuierlich oder segmentiert werden.

Für den Bau von Groynes, Wellenbrechern und Riffen, Felsgröße, Seitenhängen, Kammhöhe und Kammbreite sowie Zehenschutz und Schürzen sollten die natürlichen Eigenschaften der Standorte berücksichtigt werden, da diese Faktoren einen wichtigen Einfluss auf die Küstenlinie haben. Sand kann sich hinter Wellenbrechern und künstlichen Riffen aufbauen, um Spitzen zu bilden. Sand kann sich genug ansammeln, um sich mit dem Wellenbrecher zu verbinden und einen Tombolo zu bilden (ein Sandabschnitt, der durch Wellenbrechung, Beugung und Longshore-Drift entwickelt wurde und einen „Hals“ bildet, der die Struktur mit dem Ufer verbindet). Angesichts der erheblichen Auswirkungen dieser Strukturen auf die Küstenumwelt sollten sie nur als Teil einer globalen adaptiven Bewirtschaftungspolitik betrachtet werden, wobei die Merkmale des jeweiligen Gebiets und die möglichen Auswirkungen auf die gesamte Küste zu berücksichtigen sind. Der Bau von Groynes und Wellenbrechern könnte auch mit einem Strandernährungsprogramm verbunden werden, und Groynes und Wellenbrecher können in einem geschützten Strandernährungsansatz verwendet werden.

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Strukturell und physisch: Design- und bautechnische Optionen

Stakeholderbeteiligung

Wenn eine UVP durchgeführt wird, sieht die EU-Richtlinie das Recht vor, der vom Projekt betroffenen Öffentlichkeit Zugang zu Informationen zu erhalten und sich an den umweltbezogenen Entscheidungsverfahren zu beteiligen. Wenn ein Projekt erhebliche Auswirkungen auf ein Natura-2000-Gebiet hat, könnte die „angemessene Bewertung“ des Infrastrukturprojekts einen Prozess der Öffentlichkeitsbeteiligung umfassen, dies ist jedoch nicht obligatorisch. In ähnlicher Weise werden in der Hochwasserrichtlinie, der Wasserrahmenrichtlinie und der Meeresraumplanungsrichtlinie Verfahren zur Beteiligung der Öffentlichkeit festgelegt, die diese Projekte umfassen können.

Eine Reihe von Interessengruppen könnte durch den Bau von Groynes, Wellenbrechern und künstlichen Riffen betroffen sein: für lokale Gemeinschaften und Grundbesitzer könnten harte Abwehrmaßnahmen ihr Eigentum negativ beeinflussen. Harte Verteidigungen können die Landschaft visuell stören und die touristischen Interessen, Freizeitnutzer und andere Sektoren beeinträchtigen.  Wasseraktivitäten können auch beeinträchtigt werden, wenn die Installation von harten Strukturen schief geht.

Erfolgsfaktoren und Hemmnisse

Künstliche Strukturen wie Groynes, Wellenbrecher oder Riffe neigen dazu, Longshore-Drift zu verändern und haben negative Auswirkungen auf angrenzende Strände, indem sie eine Abwärtserosion verursachen. Um diese Auswirkungen auf die Küste zu vermeiden, sind künstliche Ernährung und/oder Dünenentwicklung oft vor harten Strukturen wie Groynes und Wellenbrechern vorzuziehen, es sei denn, es gibt andere Bedürfnisse, wie das sichere Anlegen von Schiffen. Das Ausmaß der Blockierung der Longshore-Drift, der Störung der angrenzenden Strände und der Verschlechterung der Landschaftswerte hängt jedoch sehr stark von der Gestaltung, Ausrichtung der Struktur und der Hauptwellen-/Sediment-Transportrichtung am jeweiligen Standort ab.

Im Allgemeinen sind Groynes effizient, um bestimmte Teile der Küste zu schützen und die Stabilität des oberen Strandes zu erhalten. Sie sind wirksam an Sand- und Kiesstränden, in Flüssen und in Mündungsgebieten, um Ströme zu reduzieren.

Wellenbrecher bieten sichere Anlege- und Liegeverfahren für Schiffe in Häfen. Sie verbessern die Verarbeitbarkeit und sorgen so für eine höhere Effizienz beim Be- und Entladen von Schiffen.

Künstliche Strukturen haben auch positive und negative Auswirkungen auf Strandgebiete und Strandnutzer. Im Allgemeinen können diese Strukturen negative Auswirkungen auf die Landschaftswerte haben und Hindernisse für die Freizeitnutzung des Strandes schaffen. Wellenbrecher und Groynes können aber auch Freizeitwerte generieren: zum Beispiel günstige Wellen für Surfer und sichere Häfen in Wellenbrechern für Marina-Anlegeplätze. Freistehende Wellenbrecher können zusätzlichen Strandraum schaffen, und getauchte Riffe können Substrate für benthische Arten (Flora und Fauna) liefern und so die Artenvielfalt verbessern. Tauchriffe können sogar zum Schnorcheln attraktiv werden. Wellenbrecher können jedoch dazu führen, dass Schlamm, Seetang und Müll von Schiffen abgelagert werden, was den Strandbereich sowohl unangenehm als auch unsicher macht. Strömungen um die Enden von Wellenbrechern und Riffen können für Schwimmer stark und gefährlich sein. Tauchriffe sind vor der Küste, weg von Strandnutzern, aber wenn sie nicht wie beabsichtigt funktionieren, können sie eine Gefahr für Navigation und Wassersport sein, wie Surfen.

Kosten und Nutzen

Die Baukosten hängen maßgeblich von den Baumaßen ab. Die Kosten können stark durch die Verfügbarkeit geeigneter Gesteine, die Transportkosten zu den Baustellen und die damit verbundenen Kosten der Strandernährung beeinflusst werden, die häufig beim Bau von Groynes erforderlich sind.

In den Niederlanden kosten Groynes etwa 3.000 bis 15,000 EUR pro Laufmeter. Wellenbrecher kosten schätzungsweise 10.000 bis 50,000 EUR pro Laufmeter. Künstliche Riffe kosten pro laufendem Bauwerk etwa 15.000 bis 35,000 EUR (Deltares, 2014).

Laut Scottish Natural Heritage lagen die Baukosten für Felsgroynes im Jahr 2000 zwischen 10,000 GBP und 100.000 £ (12.500-125,000 EUR) pro Struktur. Die Baukosten für Wellenbrecher sind hoch – 40,000 GBP bis 100000 (50.000-125,000 EUR) – aber sie erfordern einen geringen Wartungsaufwand; insbesondere für diese beiden Strukturen sollten die Kosten für die Strandernährung hinzugerechnet werden. Künstliche Riffe Baukosten sind relativ hoch – GBP 20.000 bis 60.000 (25.000-75,000 EUR)/100 m der Struktur.

Rechtliche Aspekte

Der Bau von Küstenarbeiten zur Minderung der Erosion und der Abwehr von Hartmeeren, die die Küste verändern können, fällt in Anhang II der UVP-Richtlinie (kodifiziert als Richtlinie 2011/92/EU): Die Mitgliedstaaten entscheiden, ob die Projekte in Anhang II entweder im Einzelfall oder in Bezug auf Schwellenwerte und Kriterien einem UVP-Verfahren unterzogen werden sollten. Diese Anforderung hat jedoch keinen Einfluss auf die Instandhaltung und den Wiederaufbau dieser Arbeiten.

Jedes Infrastrukturprojekt, das erhebliche Auswirkungen auf ein Natura-2000-Gebiet haben könnte, muss einer „angemessenen Bewertung seiner Auswirkungen auf das Gebiet“ unterzogen werden, um festzustellen, ob das Vorhaben die Integrität des Gebiets beeinträchtigen wird.

In der Wasserrahmenrichtlinie wird der gute Umweltzustand der europäischen Gewässer, einschließlich der Küstengewässer, gefordert. Die Küstenabwehr könnte die hydromorphologischen Eigenschaften von Küstengewässern z. B. in Bezug auf Wasserfluss, Sedimentzusammensetzung und -bewegung und damit eine Verschlechterung des ökologischen Zustands verändern. Alle Projekte, die dies tun, müssten die Kriterien gemäß Artikel 4 der Richtlinie erfüllen. Die EU-Hochwasserrichtlinie (2007/60/EG) bietet einen Rechtsrahmen für Hochwassermaßnahmen und -verteidigung. Der Bau und die Wiederherstellung von Deichen könnten Teil von Maßnahmen im Rahmen von Hochwasserrisikomanagementplänen sein. Die Meeresraumplanungsrichtlinie von 2014 erfordert die Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Land und Meer sowie maritime Tätigkeiten und Anpassung an den Klimawandel. Groynes, Wellenbrecher und künstliche Riffsysteme für Wellenbrecher könnten sich auf diese Wechselwirkungen zwischen Land und Meer auswirken.

Umsetzungszeitraum

Variabel.

Lebensdauer

Wellenbrecher haben eine typische Designlebensdauer von 30-50 Jahren. Dies ist bei den meisten Gesteinsstrukturen der Fall. Hölzerne Groynes haben eine Lebensdauer von etwa 10-25 Jahren; und Groynes aus Gabionen von 1-5 Jahren.

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