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Description

Groynes, Wellenbrecher und künstliche Riffe sind graue Anpassungsmaßnahmen, die üblicherweise umgesetzt werden, um Erosion entgegenzuwirken, die Wellenenergie und die Auswirkungen von Wellen in Küstengebieten (oder in einigen Fällen in Flüssen) zu reduzieren.

Eine Groyne ist eine Küstenschutzstruktur, die senkrecht zur Küste (oder zum Fluss), über den Strand und in die Uferfläche (das Gebiet zwischen der Nearshore-Region und dem inneren Kontinentalschelf) gebaut wird. Ziel ist es, die 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. Gestein wird oft als Baumaterial verwendet. Holzgroynes, Stahlgroynes, Schutt- und Sand-gefüllte Beutelgroynes oder Groynes aus Betonelementen werden ebenfalls verwendet. . Im Allgemeinen werden Steingroynes bevorzugt. Aufgrund ihrer durchlässigen Natur sind sie haltbarer und absorbieren mehr Wellenenergie. Holz oder Gabionen können für temporäre Strukturen verwendet werden.

Groynes fangen Sedimente von Longshore-Drift, um die Küste hinter der Sandschicht i vor Erosion zu schützen. Ihre Wirksamkeit hängt von ihrer Ausdehnung in den Fluss oder ins Meer ab. Wie alle anderen Systeme, die auf die Long-Shore-Drift einwirken, können sie das Transport- und Sedimentationsmuster von Unterströmungsgebieten negativ beeinflussen und eine Abdrifterosion verursachen. Dies liegt daran, dass Groynes der Uferoberfläche kein Sediment hinzufügen, sondern das verfügbare Material unterschiedlich verteilen. Ein weiterer negativer Effekt (besonders für Flüsse) kann eine Erhöhung der Stromgeschwindigkeit im eingeschränkten Fließbereich mit zunehmender Betterosion und einer Vertiefung des Bettniveaus sein. Rip Meeresströmungen neben den Groynes kann eine Gefahr für die Badegäste darstellen. Sie können auch Sedimenttransport weg vom Küstensystem verursachen, besonders bei Sturmereignissen. Groynes können auch in Flussmündungen verwendet werden, um Gezeitenströmungsgeschwindigkeiten an der Küste zu verringern. Felsengroynes können in diesem Fall effektiver sein, da hölzerne Groynes dazu neigen, Energie zu reflektieren, anstatt sie zu absorbieren. Dies hängt von der Art der Holzkonstruktionen ab; Im Allgemeinen sind Bildschirme weniger effektiv. Eine neuere Alternative sind untergetauchte Groynes, die nur begrenzte Auswirkungen auf die Landschaft haben und es Sedimenten ermöglichen, nach der Bildung einer Rampe über sie zu gelangen. Diese Sedimente werden abdriftend abgelagert, da sich die Stromgeschwindigkeit nach dem Überqueren des Kamms verringert.

Ein Wellenbrecher ist eine Küstenstruktur (normalerweise eine Fels- und Schutthügelstruktur) parallel oder in der Nähe der Küste. Es reduziert die ankommende Wellenenergie, bietet einen geschützten Strandbereich und schützt Schiffe vor Wellen und Strömungen. Ein Wellenbrecher besteht typischerweise aus verschiedenen Steinschichten und ist mit großen Panzerstein- oder Betonpanzereinheiten gepanzert. Eine Ausnahme bilden z.B. vertikale (Caisson) Wellenbrecher. Ein Wellenbrecher kann an der Küste oder vor der Küste (freistehendes oder Riff-Breakwater) gebaut werden. Was die Groynes betrifft, so hängen die Nachteile von Wellenbrechern in erster Linie mit ihrer Störung des Sedimenttransports an Land zusammen. Wenn dieses Problem in der Entwurfs- und Implementierungsphase schlecht berücksichtigt wird, können diese Strukturen zu Sedimentverhungern führen.

Aufgrund von Veränderungen der Wellenaktivität, Strömungen und Wasserqualität beeinflussen Groynes und Wellenbrecher das Landschaftsbild (mit Ausnahme von Unterwasseralternativen) und können sich negativ auf Freizeitaktivitäten wie Schwimmen, Surfen und andere Wassersportarten auswirken. Diese Strukturen können dazu führen, dass sich Touristen sicherer fühlen, aber starke Strömungen können immer noch vorhanden sein, und dies sollte kommuniziert werden, um Unfälle zu vermeiden.

Ihre Präsenz ist jedoch im Allgemeinen vorteilhaft für den Küstentourismus (der größte Sektor der blauen Wirtschaft der EU in Bezug auf BWS und Beschäftigung (EUBlue Economy Observatory), da diese Strukturen dazu beitragen, Strände und touristische Einrichtungen entlang der Küste zu erweitern oder zu erhalten. Darüber hinaus werden Groynes in der Regel von Freizeitfischern und Sonnenanbetern genossen, was sehr häufige Küstenschutzstrukturen darstellt.

Künstliche Riffe (oder Riffbrecher) sind Trümmerhügelbrecher aus typischerweise eindimensionalen Steinen mit einem Kamm auf oder unter dem Meeresspiegel. Sie werden normalerweise vor der Küste gebaut (oft parallel zum Ufer). Sie sind weniger aufdringlich und können (abhängig von der Ausrichtung) weniger Auswirkungen auf Longshore-Prozesse haben. Ähnlich wie Wellenbrecher reduzieren künstliche Riffe die Wellenenergie und schützen den Strand vor Erosion. Künstliche Riffe ahmen einige Funktionen natürlicher Riffe nach, wie zum Beispiel den Schutz, die Regeneration oder die Verbesserung der Populationen mehrerer Meeresarten. Sie können kontinuierlich oder segmentiert sein. 

Felsengröße, Gesichtsabhänge, Kammhöhe und Kammbreite, Zehenschutz und Schürzen sollten richtig entworfen werden, um Groynes, Wellenbrecher und Riffe zu bauen.  Die natürlichen Merkmale der Gebiete müssen berücksichtigt werden, da sie erhebliche Auswirkungen auf die Küste haben können. Sand kann sich hinter Wellenbrechern und künstlichen Riffen ansammeln, um „Gesalzene“ (glockenförmige Sandablagerungen) zu bilden. Sand kann sich ansammeln, um sich mit dem Wellenbrecher zu verbinden und einen „Tombolo“ zu bilden. Dies ist 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, die diese Strukturen auf die Küstenumwelt haben können, sollten sie nur als Teil einer ganzheitlichen adaptiven Managementpolitik betrachtet werden. Bei einer solchen Politik sollten die lokalen Besonderheiten des jeweiligen Gebiets, wie ihre Lage und die möglichen Auswirkungen auf die gesamte Küste, berücksichtigt werden. Der Bau von Groynes, Wellenbrechern und künstlichen Riffen kann auch in ein Strandernährungsprogramm integriert werden, andere grüne Maßnahmen ergänzen und Teil integrierter Küstenzonenmanagementpläne sein. 

Anpassungsdetails

IPCC-Kategorien
Strukturell und physisch: Design- und bautechnische Optionen
Beteiligung der Stakeholder

Die Beteiligung der Interessenträger spielt im Allgemeinen keine wichtige Rolle bei der technischen Planung und dem Bau von Groynes, Wellenbrechern und künstlichen Riffen, es sei denn, sie sind Teil eines größeren Küstenschutzplans. Diese Maßnahmen können jedoch Anlass zur Besorgnis über mögliche Umweltauswirkungen auf das Meeresökosystem und über die visuellen Auswirkungen auf die Küstenlandschaft geben. Konflikte können zwischen Küstengemeinden und Wirtschaftssektoren entstehen: Der Tourismussektor profitiert im Allgemeinen von geschützten Stränden oder sichereren touristischen Anlegestellen, während die lokalen Gemeinschaften über die Veränderung der Küstenlandschaft, den Verlust von Lebensräumen und biologischer Vielfalt und die Umweltauswirkungen im Allgemeinen besorgt sein können. Solche Konflikte erfordern eine aktive Beteiligung aller potenziell betroffenen Akteure, einschließlich lokaler Behörden, Küstengemeinden, Tourismusunternehmen, Forschungseinrichtungen und/oder NRO.

Diese Verteidigungsstrukturen können abhängig von den nationalen Gesetzen und Vorschriften Gegenstand von Umweltverträglichkeitsprüfungen sein. Wenn sie in Gebieten durchgeführt werden, die im Rahmen des EU-Natura-2000-Netzes geschützt sind, ist in der Regel eine angemessene Bewertung ihrer potenziellen Auswirkungen erforderlich. Beide Verfahren müssen das Recht auf Zugang zu Informationen gewährleisten und die interessierten Parteien förmlich konsultieren. In ähnlicher Weise erfordern die EU-Hochwasserrichtlinie, die EU-Wasserrahmenrichtlinie und die EU-Richtlinie über die maritime Raumplanung Verfahren zur Beteiligung der Öffentlichkeit, die diese Typologie von Projekten umfassen können.

Erfolgsfaktoren und limitierende Faktoren

Im Allgemeinen sind Groynes effizient, um bestimmte Teile der Küste zu schützen und die Stabilität des oberen Strandes aufrechtzuerhalten. Sie sind an Sand- und Kiesstränden sowie in Flüssen und Flussmündungen wirksam, um die Wasserströme zu reduzieren. Indem sie zur Verbreiterung der Strände beitragen, können sie positive Nebeneffekte für Erholung und Tourismus bieten. Wellenbrecher bieten zusätzliche positive Nebeneffekte, wie sicheres Festmachen und Anlegeverfahren für Schiffe in Häfen. Sie verbessern die Verarbeitbarkeit und sorgen so für eine höhere Effizienz beim Be- und Entladen von Schiffen. Untergetauchte Riffe können nicht nur der Wellenstärke entgegenwirken, sondern auch Substrate für benthische Arten (Flora und Fauna) bereitstellen, Fische anziehen und so die Biodiversität verbessern. Untergetauchte Riffe können sogar zum Schnorcheln attraktiv werden und neue touristische Möglichkeiten schaffen.

Groynes, Wellenbrecher und künstliche Riffe können mit einer Reihe anderer Ansätze kombiniert werden, einschließlich grüner Maßnahmen wie Strandpflege und Dünenbau und -stärkung. Sie werden seit vielen Jahren auf der ganzen Welt angewendet. Daher kann eine breite Erfahrung ihre korrekte Konstruktion und Konstruktion unterstützen. 

Künstliche Verteidigungsstrukturen haben auch negative Auswirkungen, die auf eine sorgfältige Bewertung vor ihrer Umsetzung hindeuten. Groynes, Wellenbrecher oder Riffe neigen dazu, Longshore-Drift zu modifizieren, und haben nachteilige Auswirkungen auf angrenzende Strände, indem sie Abwärtserosion verursachen. Um diese Auswirkungen auf die Küste zu vermeiden, sind künstliche Nahrung und / oder Dünenentwicklung oft gegenüber harten Strukturen vorzuziehen, es sei denn, es gibt andere Bedürfnisse, wie das sichere Anlegen von Schiffen. Das Ausmaß der Blockierung der Longshore-Drift, die Störung der angrenzenden Strände und die Verschlechterung der Landschaftswerte hängen jedoch stark von der Gestaltung, der Ausrichtung der Struktur und der Hauptwellen-/Sedimenttransportrichtung am jeweiligen Standort ab.

Künstliche Strukturen können auch negative Auswirkungen auf Landschaftswerte haben, die sich auf das Erscheinungsbild von Strandbereichen und damit auf die Strandnutzer auswirken. Wellenbrecher können eine seitliche Ablagerung von Schlamm verursachen, Algen zurückhalten und Abfälle oder Ablagerungen von Schiffen einfangen, was den Strandbereich unangenehm und unsicher macht. Strömungen an den Enden von Wellenbrechern und Riffen können für Schwimmer stark und gefährlich sein. Untergetauchte Riffe sind vor der Küste, weit weg von Strandbenutzern. Wenn sie nicht wie beabsichtigt funktionieren, können sie eine Gefahr für die Navigation und den Wassersport darstellen, wie z.B. Surfen mit möglichen Auswirkungen auf den Tourismus.

Kosten und Nutzen

Die Baukosten hängen maßgeblich von den Tragwerksabmessungen ab. Die Kosten können stark durch das ausgewählte Baumaterial, die lokale Verfügbarkeit von geeignetem Material, die Menge des benötigten Materials, die Transportkosten zu den Baustellen, die Umweltbedingungen vor Ort und die damit verbundenen Kosten für die Strandernährung beeinflusst werden. Letztere sind häufig erforderlich, um die Wirksamkeit grauer Maßnahmen zu verbessern. Die Kostenbewertung sollte auch die Analyse von Wellenverhältnissen und Meeresströmungen sowie die Dynamik des Sedimenttransports umfassen. Die Bewertung sollte von spezialisiertem Personal durchgeführt werden, um die Strukturen richtig zu gestalten.

Nach den in UNEP-DHI (2016) gemeldeten Schätzungen können der Kauf und Transport von Gesteinen auf der Grundlage einer Transportstrecke von etwa 50 km etwa 25 USD / Tonne (etwa 21 EUR pro Tonne) kosten, während die Platzierungskosten etwa 40 USD / Tonne (etwa 34 EUR pro Tonne) betragen. Zusätzliche Kosten sind zwar selten berücksichtigt, stehen aber im Zusammenhang mit der langfristigen Aufrechterhaltung dieser Maßnahmen.

Indirekte Vorteile der Stabilisierung und Verbesserung der Strände können zu einer erhöhten touristischen Attraktivität führen. Abgesehen von Situationen, in denen lokale starke Strömungen erzeugt werden können, schaffen Groynes durch die Stabilisierung der Küstenlinie und die Verringerung der Wellenbewegung im Allgemeinen auch sicherere Strandumgebungen. Dies kann zu einem angenehmeren und sichereren Erlebnis für Schwimmer und Familien mit Kindern führen und so die Attraktivität des Strandes für ein breiteres Spektrum von Touristen mit positiven Auswirkungen auf die lokale Wirtschaft erhöhen.  

Implementierungszeit

Groynes, Wellenbrecher und künstliche Riffs sind eher einfache, kleinräumige Eingriffe,die auf lokaler Ebene durchgeführt werden (Erosionsabschnitt). Die einfache Platzierung des Materials auf derBaustellekann kurze Zeit (von Wochen bis Monaten)in Anspruch nehmen. Der gesamte Prozess der Auswahl der besten Lösung, derSammlung und Analyse vonDaten über Wellen, Strömungen und Sedimenttransport, der ordnungsgemäßen Gestaltung derInfrastrukturund der Einbeziehung der Interessenträger in einen beteiligten Prozesserfordert jedoch sicherlich mehr Zeit (etwa ein Jahr). 

Lebensdauer

Beim Bau kann die Schutzfunktion von Wellenbrechern, Groynes und künstlichen Riffen über viele Jahreaufrechterhaltenwerden, was nur eine grundlegende Überwachung und Wartung erfordert. Breakwaters haben eine typische Lebensdauer 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 haben eine lifetime von nur 1-5years. 

Referenzinformationen

Websites:
Referenzen:

UNEP-DHI (2016). Bewältigung der Gefahren des Klimawandels in Küstengebieten. Entscheidungsunterstützungssystem für Küstengefahrenräder: Katalog der Optionen für das Gefahrenmanagement. Umweltprogramm der Vereinten Nationen & Lars Rosendahl Appelquist ISBN: 978-92-807-3593-2

PAP/RAC (2021) Handbook on coastal resilience for the Adriatic, INTERREG AdriAdapt project, Split.

Veröffentlicht in Climate-ADAPT: Nov 22, 2022

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