Sand Motor — bygging með náttúru lausn til að bæta strandvernd meðfram Delfland Coast (Holland)

Holland, með 350 km langa strandlengju, níu milljónir íbúa sem búa á strandsvæðum og stórum svæðum undir meðalsjávarborði, er mjög útsett fyrir hættu á strandflóði. Raunrof á strandlengjunni, bæði vegna náttúrulegra ferla og mannlegra inngripa, sem eiga sér stað á vatnasviðinu á síðustu öldum, eykst vegna núverandi og fyrirsjáanlegrar hækkunar sjávarborðs. Taka skal tillit til hækkunar sjávarborðs í héraði sem nemur 0,65 til 1,3 m fyrir 2100 og 2 til 4 m fyrir 2200, þ.m.t. áhrif landsigs, samkvæmt Delta-nefndinni,þegar teknar eru ákvarðanir sem hafa langvarandi áhrif á vernd gegn flóðum.

Frá 90s, til að takast á við málið strandrof, Rijkswaterstaat hóf reglulegar sandnæringaraðgerðir. Sem rekstrarmarkmið var ákveðið að varðveita strandlengjuna í stöðu sinni (tilvísunin er staða ársins 1990). Árlegt magn sandnæringar er sett í stefnuskjöl á 12 milljónir^m³. Þetta er það magn sem þarf til að varðveita allan hollenska strandgrunninn (svæðið milli sandalda og —20 m dýpi á sjó), að teknu tilliti til hækkunar sjávarborðs sem átti sér stað á síðustu öld (18 cm/öld). Gert er ráð fyrir að þetta magn muni aukast á næstu áratugum vegna áframhaldandi hækkunar sjávarborðs. Hefðbundnar sandnæringaraðgerðir (með því að leggja sand á ströndina) voru smám saman bætt við neðansjávar næringu á landi, mun ódýrari nálgun sem gerir náttúruöflum kleift að dreifa sandinum og draga úr áhrifum á strandaðgerðir.

Í því skyni að rannsaka enn skilvirkari leið til að viðhalda ströndinni, hafa hugmyndir um "mega-nourishment" komið fram síðan 2006. Hugmyndir um stækkun strandlengju á Delfland-ströndinni voru þegar lagðar fram síðan 1970 og fengu sterka hvöt í byrjun 2000s af Suður-Hollandhéraði. Áætlun könnun hófst árið 2009, með áherslu á að leggja mikið magn af sandi í einni aðgerð, leyfa að vindur, öldur og straumar breiða smám saman sandinn meðfram ströndinni yfir lengri tíma samanborið við hefðbundnar næringaraðgerðir.

Meginmarkmið hollensku strandstefnunnar er sjálfbært viðhald strandsvæðisins á mismunandi mælikvarða tíma og rúms:

• Vernd upplandsins gegn flóðum frá sjó með því að viðhalda öruggum vörnum gegn vatni,
• Að viðhalda strandlengju (með grunnstrandlengjunni sem viðmiðun), varðveitir alla strandstarfsemi,
• Viðhald strandgrunnsins í samhengi við hlutfallslega hækkun sjávarborðs, þ.e. að viðhalda jafnvægi milli meðalsjávarborðs og setfjárveitinga.

Eins og lýst er í skýrslunni um fyrstu fjögur ár eftirlits- og matsáætlunarinnar voru sett fram eftirfarandi þrjú markmið fyrir Sandmótorinn:

• Hvatning til náttúrulegs sandaldavaxtar og varðveislu breiðrar strandar meðfram Delfland-ströndinni milli Hook of Hollands og Scheveningen. Þetta mun veita strandvernd auk ávinnings fyrir náttúruvernd og tómstundir.
• Þekkingarþróun og nýsköpun með það að markmiði að ákvarða að hvaða marki hægt er að ná fram viðhaldi og virðisauka strandlengjunnar í tengslum við tómstundir og náttúru, einnig með tilliti til hækkunar sjávarborðs.
• Stofnun aðlaðandi tómstundir og náttúru svæði á Delfland Coast.

Hugtakið "mega-nourishment", sem langvarandi uppspretta sands, sem er geymdur í einni aðgerð, hefur verið hrint í framkvæmd með tilraunaverkefni Sand Motor, sem fer fram á Delfland ströndum (Suður-Holland), þar sem reglulegar næringaríhlutanir hafa verið framkvæmdar frá 1990 til andstæða strandrofs.

Sandmótorinn er nýstárleg aðgerð til að vernda lágt strandsvæði gegn áhrifum hækkunar sjávarborðs. Það er mikil næring sem gerð var árið 2011, strax eftir almenna styrkingu á Delfland strandsvæðinu. Þar voru 21,5 milljón rúmmetrar af sandi dreginn út tíu kílómetra undan strönd og lagðist meðfram ströndinni, til að mynda króklaga skaga á 128 ha, þ.m.t. sandölduvatn og lón. Inngripið var bætt við tvær næringaraðgerðir á landi sem gerðar voru á hvorri hlið skagans.

Þessi "mega-nourishment" fylgir byggingu með náttúrunálgun. Magn af sandi virkar sem jafnalausn gegn hækkun sjávarborðs. Aðferðin dregur úr tíðni truflana á staðbundnum vistkerfum af völdum reglulegra inngripa í sandnæringu, jafnframt því að skapa ný svæði fyrir náttúruna og ný tækifæri til tómstundaiðkunar.

Í upprunalegu lögun sinni, Sand Motor fram 1 km í sjóinn og teygði sig meðfram 2 km af ströndinni. Á mörgum stöðum rís það upp í 5 metra yfir meðalsjávarmáli. Endanleg hönnun Sandmótorsins var valin í samræmi við þrjú meginmarkmiðin sem sett voru fram í mati á umhverfisáhrifum sem framkvæmd var fyrir framkvæmd verkefnisins: Dunne vöxtur, sköpun meiri náttúru og tómstunda aðstöðu, þekkingarþróun.

Frá byggingu Sandmótorsins árið 2011 hefur sandurinn örugglega breiðst út meðfram ströndinni, með strandaðkomu bæði til suðurs og norðurs. Þetta leiddi og leiðir enn til breytinga á lögun Sandmótorsins, með (fræðilega) sterkustu þróun á fyrsta ári eftir byggingu. Tímabundin þróun Sandmótorsins skapaði ný formfræðileg form og landslag: a 'sand spýta', lón, sjávarfallarás, ströndinni sléttan á suðurhlið Sand Motor, og mismunandi mynstur af sandbökkum. Þar að auki var búið til nýtt sandölduvatn, með frárennslis- og vöktunarkerfi, við rætur króksins og tryggir að Sandmótorinn muni ekki hafa neikvæð áhrif á grunnvatnsflæði í Solleveld drykkjarvatnssvæðinu á landmegin.

Sand Motor var ljóst eftir samning undirritað af héraði Suður-Holland, Rijkswaterstaat, City of Hague, Municipal Authorities of Westland, Delfland District Water Control Board og South Holland Environmental Federation. Verkefnið var hannað samhliða af undirritunaraðilum í vinnustofum og var staðsetning þess almennt ákveðin til að koma í veg fyrir neikvæð áhrif á þá hagsmunaaðila sem tóku þátt. Fyrir utan þá aðila sem tóku þátt í samningnum var einnig haft samráð við borgaralegt samfélag og hafði möguleika á að spyrja spurninga og andmæla formlega með lagalegri málsmeðferð, sérstaklega á skipulagsstigi.

Með sandmótorverkefninu er langtímavernd strandarinnar (aðalmarkmið) sameinuð við stækkun náttúrunnar (nýtt búsvæði fyrir staðbundna plöntu og dýralíf) og nýtt rými til afþreyingar, sem uppfyllir margvísleg markmið mismunandi aðila. Þetta skapaði verulegan alþjóðlegan og alþjóðlegan áhuga á Sandmótornum. EcoShape, sameiginlegt átak með hollenskum dýpkunar- og verkfræðifyrirtækjum, þekkingargeiranum og ríkisstjórninni, hefur stuðlað að útbreiðslu og kynningu á Sand Motor frumkvæðinu, þar sem lögð er áhersla á "Building with Nature" nálgun sína. Samhliða Sandmótornum voru nokkrar rannsóknaráætlanir settar upp, þar á meðal NatureCoast, með þremur eftirdoktorum og tólf doktorsnemum.

Sand Motor-eins lausnir eru talin á nokkrum stöðum utan Hollands bæði í Evrópu (t.d. Svíþjóð, Bretlandi, Belgíu) og annars staðar (Bandaríkjunum, Mexíkó). Framkvæmd íhlutunarinnar krefst þess að notað sé mikilvægt magn af sandi sem dreginn er út á hafi úti (21,5 milljónir rúmmetra) með kornstærð sem var nægilega samrýmanleg eiginleikum strandsvæðisins. Tiltækileiki sands er mál sem taka skal tillit til í framsalshæfi framkvæmdarinnar.

Sandmótorinn er einstakt strandsvæði, þar á meðal sandíbúðir sem liggja í kafi tvisvar á dag við háflóð. Aukaverkanir íhlutunarinnar voru að búa til nýja strauma sem stafa af dynamic eðli og breytilegu formi króklaga skagans, skapa tímabundnar hættulegar aðstæður, sérstaklega til baða. Þetta gæti verið undir stjórn með samblandi af upplýsingum til almennings, auka athygli strandvarða sem voru studdar af baðmælingum og með snjallsímaforriti.

Verkefnið var fjármagnað af Suður-Holland og Rijkswaterstaat; kostnaður við inngripið var 70 milljónir evra.

Eftir aðgerðina hefur náðst mikil eftirlitsátak. Fimm árum eftir smíði Sandmótorsins sýna niðurstöður vöktunar á strandvernd, sérstaklega í nágrenni Sandmótorsins. Strandlengjan við Sandmótorinn og strax til norðurs og suðurs hefur færst og er nú staðsett sjávarmegin við grunnströndina. Umfangsmiklar rannsóknir sem gerðar hafa verið hingað til hafa leitt í ljós að nýja sandskóalinn sem varð til í gegnum Sandmótorinn, býður upp á nýtt búsvæði fyrir gróður og dýralíf, sérstaklega í og í kringum skjól og grunnan hluta lónsins. Þar að auki, Sand Motor er að bjóða upp á nýtt stórt svæði sem er notað til afþreyingar tilgangi, í samræmi við væntingar Provincial Authority í Suður-Holland. Annar ávinningur tengist þeirri þekkingu sem fengist hefur um strandkerfið og möguleikana á að koma þessari nýjung í framkvæmd til að styrkja strandlengjuna.

Áætlaður langur líftími Sandmótorsins (um 20 ár) er skýr kostur við íhlutun miðað við hefðbundna sandnæringu sem krefst reglulegra inngripa með miklu magni af sandi trufla oft hafsbotninn. Fimm árum eftir íhlutunina er Sand Motor talinn raunhæfur kostur fyrir strandstjórnun bæði hvað varðar kostnað og áhrif. Ítarlegt efnahagslegt mat á nýjungum í samanburði við hefðbundnar viðhaldslausnir hefur enn ekki verið sett fram.

Árið 2008 var ný Delta-nefnd (eftir það fyrsta sem komið var á fót til að stjórna hörmulegu flóðunum 1953) skipuð af hollenskum ráðherra opinberra framkvæmda og vatnsstjórnunar, með það að markmiði að móta framtíðarsýn um langtímavernd hollensku strandarinnar og upplandsins. Önnur Delta-nefndin lagði fram tillögur um hvernig vernda eigi hollensku strandlengjuna og láglendið gegn væntanlegum áhrifum loftslagsbreytinga, þ.m.t. hækkun sjávarborðs og flóða við strendur. Þessi tilmæli, í samþættri framtíðarsýn sem nær til 2100, fengu Delta-áætlunina til loftslagssönnunar Hollands, enn frekar innfelld í Delta-lögunum. Bygging með náttúrunálgun, með sandnæringu til að vernda strandsvæði Norðursjós gegn flóðum, er hluti af tilmælum Delta-nefndarinnar sem fylgja skal til meðallangs og langs tíma.

Skipulagsáfangi Sand Motor var m.a. aðferð við mat á umhverfisáhrifum, til að finna hagkvæmustu og umhverfisvænustu kostina fyrir strandstjórnun sem byggir á næringu.

Sandmótorinn var smíðaður frá mars 2011 til nóvember 2011 og frá því að honum lauk hefur verið fylgst náið með inngripinu. Fyrsta yfirgripsmikið mat á því hvernig Sandmótorinn virkar eftir fimm ár frá byggingu þess (árið 2016) og gert er ráð fyrir lokamati fyrir árið 2021.

Áætlaður líftími Sandmótorsins er að minnsta kosti 20 ár, þar sem búist er við að vindur, öldur og straumar breiði sandinn meðfram ströndinni milli Hook Hollands og Scheveningen. Hins vegar heill endurdreifing af afhendingu sandsins mun örugglega taka meira en 20 ár, með ávinningi af Sand Motor einnig eftir fyrstu 20 árin. Eftir fyrstu fjögur árin frá byggingu Sandmótorsins benda mælingar til þess að 95 % af sandmagni sé enn á setsvæðinu, sem bendir til þess að endingartími tilraunaverkefnisins gæti verið lengri en búist var við.

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 

Vefsíða Sand Motor, Deltares, Rijkswaterstaat og Province of Holland