การจัดการชายฝั่ง
การจัดการชายฝั่งคือการป้องกันน้ำท่วมและการกัดเซาะและเทคนิคที่หยุดการกัดเซาะเพื่อยึดครองที่ดิน[ 1 ]การป้องกันระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นในศตวรรษที่ 21 เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากระดับน้ำทะเลเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลที่สร้างความเสียหายให้กับชายหาดและระบบชายฝั่งคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในอัตราที่สูงขึ้นตลอดศตวรรษ ทำให้ตะกอนชายฝั่งถูกรบกวนจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง
เขตชายฝั่งครอบคลุมพื้นที่น้อยกว่า 15% ของพื้นที่ดินบนโลก แต่เป็นที่อยู่อาศัยของประชากรโลกมากกว่า 40% เกือบ 1.2 พันล้านคนอาศัยอยู่ภายในระยะ100 กิโลเมตร (62 ไมล์)จากแนวชายฝั่งและ100 เมตร (328 ฟุต)จากระดับน้ำทะเลโดยมีความหนาแน่นเฉลี่ยสูงกว่าค่าเฉลี่ยประชากรโลกถึงสามเท่า[ 2 ]ด้วยการคาดการณ์ว่าสามในสี่ของประชากรโลกจะอาศัยอยู่ในเขตชายฝั่งภายในปี 2025 กิจกรรมของมนุษย์ที่มาจากพื้นที่ดินเล็กๆ นี้จะสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อชายฝั่ง เขตชายฝั่งมีทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์ในการผลิตสินค้าและบริการ และเป็นที่ตั้งของกิจกรรมเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมส่วนใหญ่
ประวัติศาสตร์
วิศวกรรมชายฝั่งของท่าเรือเริ่มต้นพร้อมกับการกำเนิดของการจราจรทางทะเล อาจจะก่อน 3500 ปีก่อนคริสตกาลท่าเทียบเรือเขื่อนกันคลื่นและสิ่งก่อสร้างท่าเรืออื่นๆ ถูกสร้างขึ้นด้วยมือ บ่อยครั้งในขนาดใหญ่ชาวโรมันได้นำนวัตกรรมมากมายมาใช้ในการออกแบบท่าเรือ พวกเขาสร้างกำแพงใต้น้ำและสร้างเขื่อนกันคลื่น แบบแข็ง โครงสร้างเหล่านี้สร้างขึ้นโดยใช้คอนกรีตโรมัน[ 3 ]วิทรูเวียสได้อธิบายวิธีการสร้างโครงสร้างท่าเรือสามวิธี ( De Architectura , 5, 12) [ 4 ]โครงสร้างท่าเรือประเภทอื่นๆ เช่น เนินหินและเขื่อนกันคลื่นโค้งที่สร้างโดยใช้กล่องลอยไม้ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน[ 5 ]
ชาวโรมันเป็นผู้ขุดลอกกลุ่มแรกในเนเธอร์แลนด์ที่ดูแลรักษาท่าเรือเวลเซนปัญหาการทับถมของตะกอนได้รับการแก้ไขโดยการเปลี่ยนท่าเทียบเรือทึบที่เคยปิดสนิทด้วยท่าเทียบ เรือแบบ "เปิด" ที่ใช้เสาเข็มเป็นฐาน สิ่งก่อสร้างในท่าเรือโบราณยังคงมองเห็นได้ แต่ส่วนใหญ่หายไปหลังจากการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันตะวันตกแม้ว่าบางครั้งจะยังคงมองเห็นซากที่จมอยู่ใต้น้ำบ้างก็ตาม
แม้ว่าความพยายามส่วนใหญ่ในการป้องกันชายฝั่งจะมุ่งเน้นไปที่โครงสร้างท่าเรือ แต่เวนิสและทะเลสาบของเมืองนี้เป็นตัวอย่างของมาตรการที่ไม่เกี่ยวข้องกับท่าเรือ การป้องกันชายฝั่งในอิตาลี อังกฤษ และเนเธอร์แลนด์เริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 6 หรือก่อนหน้านั้น
ยุคกลาง
การโจมตีจากทางทะเลทำให้เมืองชายฝั่งและท่าเรือหลายแห่งถูกทิ้งร้าง ท่าเรืออื่นๆ สูญหายไปเนื่องจากสาเหตุทางธรรมชาติ เช่น การทับถมของตะกอนอย่างรวดเร็ว การรุกคืบหรือการถอยร่นของแนวชายฝั่ง เป็นต้นทะเลสาบเวนิสเป็นหนึ่งในพื้นที่ชายฝั่งที่มีประชากรอาศัยอยู่ไม่กี่แห่งที่มีความเจริญรุ่งเรืองและการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมีรายงานเป็นลายลักษณ์อักษรบันทึกวิวัฒนาการของงานป้องกันชายฝั่ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง นี่เป็นหนึ่งในบันทึกแรกๆ เกี่ยวกับการใช้กำแพงกันคลื่นเพื่อปกป้องชุมชนชายฝั่ง
ยุคสมัยใหม่
หลังจาก ยุคเรเนสซองส์การก่อสร้างท่าเรือแทบไม่มีการพัฒนาใดๆ เลย นอกเหนือจากแนวทางของชาวโรมัน ต่อมาในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 การเกิดขึ้นของเครื่องจักรไอน้ำการค้นหาดินแดนและเส้นทางการค้าใหม่ การขยายอำนาจของจักรวรรดิอังกฤษผ่านอาณานิคม และอิทธิพลอื่นๆ ล้วนมีส่วนทำให้การค้าทางทะเลกลับมาเฟื่องฟูและเกิดความสนใจในงานก่อสร้างท่าเรืออีกครั้ง
ศตวรรษที่ยี่สิบ
ก่อนทศวรรษ 1950 วิธีปฏิบัติทั่วไปคือการใช้โครงสร้างแข็งเพื่อป้องกันการกัดเซาะชายหาดหรือ ความเสียหายจาก พายุโครงสร้างเหล่านี้ได้แก่กำแพงกันคลื่นและเขื่อนกันคลื่นหรือโครงสร้างดักทราย เช่น เขื่อนกันคลื่นแบบโยก ในช่วงทศวรรษ 1920 และ 1930 ผลประโยชน์ของเอกชนหรือชุมชนท้องถิ่นได้ปกป้องพื้นที่ชายฝั่งหลายแห่งโดยใช้วิธีเหล่านี้แบบเฉพาะกิจ ในบางพื้นที่ท่องเที่ยว โครงสร้างเหล่านี้เพิ่มจำนวนขึ้นอย่างมากจนการป้องกันดังกล่าวขัดขวางการใช้ประโยชน์เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ การกัดเซาะยังคงดำเนินต่อไป แต่โครงสร้างยังคงอยู่ ส่งผลให้พื้นที่ชายหาดลดลง
ความเกะกะและค่าใช้จ่ายของโครงสร้างเหล่านี้ นำไปสู่แนวทางที่ยืดหยุ่นมากขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1940 และต้นทศวรรษ 1950 โครงการต่างๆ พยายามจำลองคุณลักษณะการป้องกันของระบบชายหาดและเนินทรายตามธรรมชาติ การใช้ชายหาดเทียมและเนินทรายที่ได้รับการเสริมความแข็งแรงเป็นแนวทางทางวิศวกรรมที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า
ความรู้ที่จำกัดเกี่ยวกับกระบวนการเคลื่อนย้ายตะกอนชายฝั่งมักส่งผลให้มาตรการบรรเทาการกัดเซาะชายฝั่งไม่เหมาะสม ในหลายกรณี มาตรการเหล่านั้นได้ผลในระดับท้องถิ่น แต่กลับทำให้ปัญหาในพื้นที่อื่น ๆ ซึ่งอยู่ห่างออกไปหลายสิบกิโลเมตร รุนแรงขึ้น หรือก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ตามมา
ประมวลจริยธรรมของยุโรป
แหล่งข้อมูลสำคัญด้านวิศวกรรมชายฝั่งคือประมวลจริยธรรมยุโรปสำหรับเขตชายฝั่งซึ่งออกโดยสภายุโรปในปี 1999 เอกสารฉบับนี้จัดทำโดยกลุ่มผู้เชี่ยวชาญด้านการป้องกันชายฝั่ง และเป็นพื้นฐานของกฎหมายและแนวปฏิบัติระดับชาติ
กลุ่มผู้เชี่ยวชาญก่อตั้งขึ้นในปี 1995 ตามมติของคณะรัฐมนตรีแห่งสภายุโรป โดยเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการจัดการและการวางแผนแบบบูรณาการ แต่พื้นที่ชายฝั่งกลับเสื่อมโทรมลงอย่างต่อเนื่อง กลุ่มผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าสาเหตุมาจากความยากลำบากในการนำแนวคิด "การจัดการแบบบูรณาการ" ไปใช้ กลุ่มผู้เชี่ยวชาญจึงเสนอให้สภายุโรปทำงานร่วมกับสหภาพชายฝั่งและทะเลแห่งสหภาพยุโรป (EUCC)และโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP)
แนวทางการวางแผน
กลยุทธ์ทั่วไปห้าประการเกี่ยวข้องกับการป้องกันชายฝั่ง: [ 6 ]
- การละทิ้ง
- การถอยร่นหรือการปรับแนวอย่างมีระบบ ซึ่งวางแผนการถอยร่นและนำวิธีการทางวิศวกรรมมาใช้เพื่อให้สอดคล้องกับกระบวนการปรับตัวตามธรรมชาติ
- การเสริมความแข็งแกร่งด้วยการสร้างกำแพงกันคลื่นและโครงสร้างแข็งอื่นๆ
- สร้างแนวป้องกันทางทะเลด้านนอกชายฝั่ง
- การปรับตัวในแนวตั้งโดยการยกระดับพื้นดินและอาคาร
การเลือกใช้กลยุทธ์นั้นขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของพื้นที่ โดยพิจารณาจากรูปแบบการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเล สภาพทางธรณีวิทยา ความพร้อมของตะกอนและการกัดเซาะ ตลอดจนปัจจัยทางสังคม เศรษฐกิจ และการเมือง
อีกทางเลือกหนึ่งคืออาจใช้แนวทางการจัดการเขตชายฝั่งแบบบูรณาการ เพื่อป้องกันการพัฒนาในพื้นที่ที่เสี่ยงต่อการกัดเซาะหรือน้ำท่วม ซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการจัดการกับการเปลี่ยนแปลง การจัดการการเติบโตอาจเป็นความท้าทายสำหรับหน่วยงานท้องถิ่นที่ต้องจัดหาโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับผู้อยู่อาศัยใหม่[ 7 ]
การจัดสถานที่พักผ่อน
การถอยร่นอย่างมีระบบเป็นทางเลือกหนึ่งนอกเหนือจากการก่อสร้างหรือบำรุงรักษาโครงสร้างชายฝั่ง การถอยร่นอย่างมีระบบช่วยให้พื้นที่นั้นเกิดการกัดเซาะ การถอยร่นอย่างมีระบบมักเป็นการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณตะกอนหรือการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลเทคนิคนี้ใช้เมื่อที่ดินที่อยู่ติดกับทะเลมีมูลค่าต่ำ มีการตัดสินใจปล่อยให้ที่ดินกัดเซาะและเกิดน้ำท่วม ทำให้เกิดแหล่งที่อยู่อาศัยใหม่ตามแนวชายฝั่ง กระบวนการนี้อาจดำเนินต่อไปได้เป็นเวลาหลายปี
การถอยร่นที่ได้รับการจัดการครั้งแรกในสหราชอาณาจักรคือพื้นที่ 0.8 เฮกตาร์ที่เกาะนอร์ธีย์ ซึ่งถูก น้ำท่วมในปี 1991 ตามมาด้วยทอลเลสเบอรีและออร์แพลนด์ในเอสเซ็กซ์ซึ่งกำแพงกันคลื่นถูกทำลายในปี 1995 [ 8 ]ในสามเหลี่ยมปากแม่น้ำเอโบร (สเปน) หน่วยงานชายฝั่งได้วางแผนการถอยร่นที่ได้รับการจัดการ[ 9 ]
โดยทั่วไปแล้ว ค่าใช้จ่ายหลักคือการซื้อที่ดินที่จะถูกทิ้งร้าง อาจต้องมีการจ่ายค่าชดเชยการย้ายถิ่นฐาน โครงสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งจะถูกน้ำทะเลท่วมอาจต้องถูกรื้อถอน ในบางกรณี อาจมีการใช้สิ่งก่อสร้างป้องกันเพื่อปกป้องที่ดินนอกพื้นที่ที่จะถูกน้ำท่วม ค่าใช้จ่ายอาจต่ำที่สุดหากปล่อยให้ระบบป้องกันที่มีอยู่พังทลายไปตามธรรมชาติ แต่โครงการปรับแนวชายฝั่งอาจได้รับการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น การสร้างช่องโหว่เทียมในระบบป้องกันที่มีอยู่เพื่อให้น้ำทะเลไหลเข้ามาในจุดที่กำหนดอย่างเป็นระบบ หรือการสร้างช่องระบายน้ำล่วงหน้าสำหรับพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มที่สร้างขึ้น
การถอยร่นอย่างมีระบบกลายเป็นกลยุทธ์ที่จำเป็นมากขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากกลยุทธ์การปรับตัวสามารถทำได้เพียงบางส่วนเพื่อหยุดยั้งการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล[ 10 ]
รักษาแนวรบไว้
การรักษาแนวชายฝั่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับเทคนิคการเสริมความแข็งแกร่งของแนวชายฝั่ง เช่น การใช้โครงสร้างคอนกรีตและหินถาวร เทคนิคเหล่านี้— กำแพงกันคลื่นเขื่อนกันคลื่น เขื่อนกันคลื่นแบบแยกส่วนและแนวป้องกัน —คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 70% ของแนวชายฝั่งที่ได้รับการปกป้องในยุโรป[ 11 ]
อีกทางเลือกหนึ่งคือ เทคนิคทางวิศวกรรมแบบอ่อนที่สนับสนุนกระบวนการทางธรรมชาติและอาศัยองค์ประกอบทางธรรมชาติ เช่น เนินทรายและพืชพรรณ สามารถป้องกันแรงกัดเซาะไม่ให้ไปถึงชายฝั่งได้ เทคนิคเหล่านี้รวมถึงการเติมทรายชายหาดและการทำให้เนินทรายมีความมั่นคง
ในอดีต กลยุทธ์การป้องกันชายฝั่งส่วนใหญ่เน้นโครงสร้างแบบคงที่ ในขณะที่พื้นที่ชายฝั่งโดยทั่วไปสะท้อนถึงสมดุลเชิงพลวัตการเสริมโครงสร้างป้องกันมักส่งผลให้ปัญหาไปอยู่ที่ส่วนอื่นของชายฝั่งโดยไม่ตั้งใจ ทางเลือกที่ยืดหยุ่นกว่า เช่นการเติมทรายชายหาดช่วยปกป้องชายฝั่งและช่วยฟื้นฟูพลวัตตามธรรมชาติ แม้ว่าจะต้องมีการดำเนินการซ้ำๆ และค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาอาจทำให้ต้องเปลี่ยนกลยุทธ์ในที่สุด
เคลื่อนตัวออกสู่ทะเล
ในบางกรณีสามารถใช้กลยุทธ์ทางทะเลได้ ตัวอย่างจากการกัดเซาะ ได้แก่ อ่าว Koge (เดนมาร์ก) ปากแม่น้ำ Western Scheldt (เนเธอร์แลนด์) Chatelaillon (ฝรั่งเศส) และปากแม่น้ำ Ebro (สเปน) [ 6 ]
กลยุทธ์นี้มีข้อเสียที่เห็นได้ชัด การกัดเซาะชายฝั่งเกิดขึ้นอย่างแพร่หลายอยู่แล้ว และมีชายฝั่งหลายแห่งที่น้ำขึ้นสูงผิดปกติหรือคลื่นพายุซัดฝั่งทำให้เกิดการรุกคืบเข้าสู่ชายฝั่ง ส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของมนุษย์ หากระดับน้ำทะเลสูงขึ้น ชายฝั่งหลายแห่งที่มีโครงสร้างพื้นฐานพัฒนาอยู่ตามแนวชายฝั่งหรือใกล้กับแนวชายฝั่งจะไม่สามารถรองรับการกัดเซาะได้ พวกเขาจะประสบกับสิ่งที่เรียกว่า "การบีบอัดชายฝั่ง" ซึ่งเขตนิเวศวิทยาหรือธรณีสัณฐานวิทยาที่ปกติจะถอยร่นเข้าสู่แผ่นดินจะไปเจอกับโครงสร้างแข็งและไม่สามารถเคลื่อนตัวต่อไปได้อีก พื้นที่ชุ่มน้ำ ป่าชายเลน ป่าโกงกาง และพื้นที่ชุ่มน้ำจืดที่อยู่ติดกันมีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อการบีบอัดดังกล่าว
ข้อดีอย่างหนึ่งของกลยุทธ์นี้คือ การเคลื่อนตัวไปทางทะเล (และขึ้นไปทางเหนือ) สามารถสร้างที่ดินที่มีมูลค่าสูง ซึ่งสามารถดึงดูดการลงทุนได้
การแทรกแซงที่จำกัด
การแทรกแซงอย่างจำกัด หมายถึง การดำเนินการที่ฝ่ายบริหารแก้ไขปัญหาเพียงบางส่วนเท่านั้น โดยปกติจะใช้ในพื้นที่ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจต่ำ การแทรกแซงอย่างจำกัดมักรวมถึงการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่ง ( halosere ) ซึ่งรวมถึงพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มและเนินทราย โดยปกติแล้วจะส่งผลให้มีการปกป้องพื้นที่ด้านหลังระบบนิเวศชายฝั่ง เนื่องจากพลังงานคลื่นจะกระจายไปทั่วตะกอนที่สะสมและพืชพรรณที่เพิ่มเข้ามาในถิ่นที่อยู่ใหม่ แม้ว่าระบบนิเวศชายฝั่งจะไม่ใช่สิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยตรง เนื่องจากกระบวนการทางธรรมชาติหลายอย่างมีส่วนช่วยในการฟื้นฟู แต่ปัจจัยจากมนุษย์ก็มีส่วนรับผิดชอบในการก่อตัวบางส่วน เนื่องจากจำเป็นต้องมีปัจจัยเริ่มต้นเพื่อช่วยเริ่มกระบวนการฟื้นฟู
เทคนิคการก่อสร้าง
วิธีการทางวิศวกรรมขั้นสูง
เขื่อนกันคลื่น
เขื่อนกันคลื่นเป็นโครงสร้างหรือกำแพงที่ตั้งฉากกับแนวชายฝั่งเพื่อดักจับตะกอนที่ พัดพามาตาม แนวชายฝั่งเพื่อสร้างชายหาดอย่างค่อยเป็นค่อยไป และป้องกันการกัดเซาะชายฝั่งอย่างต่อเนื่อง โดยมักทำจากปูนขาว คอนกรีต หิน หรือไม้ วัสดุจะสะสมตัวทางด้านที่กระแสน้ำพัดผ่าน ซึ่งกระแสน้ำชายฝั่งส่วนใหญ่พัดไปในทิศทางเดียว ทำให้เกิดชายหาดที่กว้างและอุดมสมบูรณ์มากขึ้น จึงช่วยปกป้องชายฝั่งได้ เพราะทรายจะกรองและดูดซับพลังงานของคลื่น อย่างไรก็ตาม จะมีการสูญเสียวัสดุชายหาดไปทางด้านที่กระแสน้ำพัดผ่าน ทำให้ต้องสร้างเขื่อนกันคลื่นเพิ่มเติมทางด้านนั้น เขื่อนกันคลื่นไม่สามารถป้องกันชายหาดจากคลื่นที่เกิดจากพายุได้ และหากวางใกล้กันเกินไปจะทำให้เกิดกระแสน้ำที่พัดพาวัสดุออกไปนอกชายฝั่ง รูปทรงของเขื่อนกันคลื่นอาจเป็นเส้นตรง หรือโค้งออกไปในทิศทางตรงกันข้ามกับด้านที่กระแสน้ำพัดผ่าน
เขื่อนกันคลื่นมีต้นทุนต่ำ ต้องการการบำรุงรักษาน้อย และเป็นหนึ่งในระบบป้องกันที่พบได้บ่อยที่สุด อย่างไรก็ตาม เขื่อนกันคลื่นถูกมองว่าส่งผลเสียต่อความสวยงามของชายฝั่งมากขึ้นเรื่อยๆ และเผชิญกับการต่อต้านในชุมชนชายฝั่งหลายแห่ง[ 12 ]
เขื่อนกันคลื่นสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาแบบ "อ่อน" เนื่องจากช่วยปรับปรุงชายหาดให้ดีขึ้น
การก่อสร้างเขื่อนกันคลื่นทำให้เกิดปัญหาที่เรียกว่า กลุ่มอาการเขื่อนกันคลื่นปลายสุด เขื่อนกันคลื่นปลายสุดนี้ขัดขวางการเคลื่อนตัวของตะกอน ตามแนวชายฝั่ง ไม่ให้พัดพาตะกอนไปยังพื้นที่ใกล้เคียงอื่นๆ ปัญหานี้เกิดขึ้นตามแนวชายฝั่งแฮมป์เชียร์และซัสเซ็กซ์ในสหราชอาณาจักร เช่น ที่เมืองเวิร์ธิง
กำแพงกันคลื่น
กำแพงคอนกรีตและกำแพงก่ออิฐใช้เพื่อป้องกันชุมชนจากการกัดเซาะหรือน้ำท่วม โดยทั่วไปมีความสูงประมาณ3-5 เมตร (10-16 ฟุต)กำแพงกันคลื่นแบบเก่าที่ตั้งตรงจะสะท้อนพลังงานของคลื่นกลับออกสู่ทะเล และเพื่อจุดประสงค์นี้ มักมีการสร้างกำแพงด้านบนให้โค้งงอ ซึ่งจะเพิ่มความปั่นป่วนในบริเวณนั้น และทำให้มีการพัดพาเอาทรายและตะกอนเข้ามามากขึ้น ในช่วงพายุ กำแพงกันคลื่นจะช่วยป้องกันการเคลื่อนตัวของตะกอนตามแนวชายฝั่ง
กำแพงกันคลื่นสมัยใหม่มีเป้าหมายเพื่อเบี่ยงเบนพลังงานส่วนใหญ่ที่เข้ามาในรูปแบบของกำแพงลาดเอียง ส่งผลให้คลื่นสะท้อนต่ำและลดความปั่นป่วนลงอย่างมาก การออกแบบใช้โครงสร้างหินที่มีรูพรุน เกราะคอนกรีต (เช่นTetrapods , Seabees , SHEDs, Xblocsเป็นต้น) พร้อมบันไดสำหรับลงไปยังชายหาด
การกำหนดตำแหน่งของกำแพงกันคลื่น ต้องคำนึงถึงรูปทรงของชายหาด ผลกระทบจากการกัดเซาะชายหาดในระยะยาว และระดับสูงสุดของสิ่งอำนวยความสะดวก รวมถึงต้นทุนที่เกี่ยวข้องด้วย
กำแพงกันคลื่นอาจทำให้ชายหาดหายไป การมีอยู่ของกำแพงกันคลื่นยังเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ที่พวกมันพยายามปกป้องอีกด้วย
ตัวอย่างสมัยใหม่สามารถพบได้ที่ Cronulla (NSW, 1985–6) [ 13 ] Blackpool (1986–2001) [ 14 ] Lincolnshire (1992–1997) [ 15 ]และ Wallasey (1983–1993) [ 16 ]ที่Sandwich, Kentกำแพงกันคลื่น Seabee ถูกฝังอยู่ด้านหลังชายหาดใต้กรวด โดยมีระดับยอดอยู่ที่ระดับขอบถนน
โดยทั่วไปแล้วกำแพงกันคลื่นมีราคาประมาณ 10,000 ปอนด์ต่อเมตร (ขึ้นอยู่กับวัสดุ ความสูง และความกว้าง) และ 10 ล้านปอนด์ต่อกิโลเมตร (ขึ้นอยู่กับวัสดุ ความสูง และความกว้าง)
กำแพงกันคลื่น
กำแพงกันคลื่นเป็นสิ่งกีดขวางที่เอียงหรือตั้งตรง สร้างขนานกับชายฝั่ง โดยปกติจะอยู่ด้านหลังของชายหาดเพื่อป้องกันพื้นที่ด้านหลัง กำแพงกันคลื่นพื้นฐานที่สุดประกอบด้วยไม้ที่เอียงและอาจมีหินถมอยู่ด้วย คลื่นจะซัดเข้ากับกำแพงกันคลื่น ซึ่งจะกระจายและดูดซับพลังงาน ชายฝั่งได้รับการปกป้องโดยวัสดุชายหาดที่อยู่ด้านหลังกำแพง เนื่องจากกำแพงกันคลื่นจะดักจับวัสดุบางส่วนไว้ กำแพงกันคลื่นอาจกันน้ำได้โดยปิดคลุมความลาดชันทั้งหมด หรืออาจมีรูพรุนเพื่อให้น้ำไหลผ่านได้หลังจากพลังงานของคลื่นลดลงแล้ว กำแพงกันคลื่นส่วนใหญ่ไม่รบกวนการเคลื่อนตัวของตะกอนตามแนวชายฝั่งอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากกำแพงดูดซับพลังงานแทนที่จะสะท้อน คลื่นจึงค่อยๆกัดเซาะและทำลายกำแพงกันคลื่น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุโครงสร้างและคุณภาพของผลิตภัณฑ์
เกราะหิน
แนวหินกันคลื่นคือหินขนาดใหญ่ที่วางไว้ตามขอบทะเลโดยใช้วัสดุในท้องถิ่น โดยทั่วไปใช้เพื่อดูดซับพลังงานคลื่นและยึดตะกอนชายหาด แม้ว่าจะได้ผล แต่ก็ไม่เป็นที่นิยมด้วยเหตุผลด้านความสวยงาม การเคลื่อนตัวของตะกอนตามแนวชายฝั่งไม่ถูกขัดขวาง แนวหินกันคลื่นมีอายุการใช้งานจำกัด ไม่ได้ผลในสภาพพายุ และลดคุณค่าด้านการพักผ่อนหย่อนใจ
ท่อใยสังเคราะห์
ท่อใยสังเคราะห์ หรือ ท่อจีโอทิวบ์ คือถุงใยสังเคราะห์ขนาดใหญ่ที่วางไว้บริเวณชายทะเล โดยบรรจุด้วยทรายเหลวที่หาได้ในบริเวณนั้น โดยทั่วไปใช้เพื่อดูดซับพลังงานคลื่นและยึดวัสดุชายหาดไว้ เช่นเดียวกับหินเรียงกัน มักเรียกกันว่า ท่อไททัน ซึ่งผลิตโดยบริษัท Flint Technical Geosolutions ท่อเหล่านี้ไม่สามารถป้องกันการเคลื่อนตัวของตะกอนตามแนวชายฝั่งได้
กาเบี้ยน
ก้อนหินและโขดหินถูกร้อยด้วยลวดเข้าไปในกรงตาข่ายและวางไว้ด้านหน้าพื้นที่ที่เสี่ยงต่อการกัดเซาะ เช่น บริเวณขอบหน้าผาหรือตั้งฉากกับชายหาด เมื่อคลื่นซัดเข้าสู่กรงตาข่าย น้ำจะไหลผ่านไปพร้อมกับทิ้งตะกอนไว้ ในขณะที่โครงสร้างจะดูดซับพลังงานคลื่นในระดับปานกลาง
ต้องผูกมัดกรงหินให้แน่นหนาเพื่อป้องกันโครงสร้างเสียหาย
ข้อเสียได้แก่ อัตราการสึกหรอและความรบกวนทางสายตา
เขื่อนกันคลื่นนอกชายฝั่ง
มีการจมบล็อกคอนกรีตและ/หรือก้อนหินขนาดใหญ่ลงไปในทะเลเพื่อเปลี่ยนทิศทางคลื่นและกรองพลังงานของคลื่นและกระแสน้ำ คลื่นจะแตกตัวไกลออกไปจากฝั่งมากขึ้น จึงทำให้พลังในการกัดเซาะลดลง ส่งผลให้ชายหาดกว้างขึ้น ซึ่งจะช่วยดูดซับพลังงานของคลื่นได้มากขึ้นDolosได้เข้ามาแทนที่การใช้บล็อกคอนกรีตเนื่องจากมีความทนทานต่อคลื่นมากกว่าและใช้คอนกรีตน้อยกว่าแต่ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า วัตถุคอนกรีตที่คล้ายกับ Dolos ได้แก่A -jack , Akmon , Xbloc , TetrapodและAccropode
การรักษาเสถียรภาพของหน้าผา
การรักษาเสถียรภาพของหน้าผาสามารถทำได้โดยการระบายน้ำฝนส่วนเกิน หรือโดยการสร้างขั้นบันได ปลูกต้นไม้ และใช้ลวดผูกเพื่อยึดหน้าผาให้อยู่กับที่
กำแพงฝึกอบรมทางเข้า
กำแพงกั้นลำน้ำถูกสร้างขึ้นเพื่อจำกัดการไหลของแม่น้ำหรือลำคลองขณะที่ไหลผ่านแนวชายฝั่งที่เป็นทราย กำแพงเหล่านี้ช่วยทำให้ร่องน้ำมีความมั่นคงและลึกขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเดินเรือ การจัดการน้ำท่วม การกัดเซาะของแม่น้ำ และคุณภาพน้ำ แต่ก็อาจก่อให้เกิดการกัดเซาะชายฝั่งได้โดยการขัดขวางการเคลื่อนตัวของตะกอนตามแนวชายฝั่ง วิธีแก้ปัญหาอย่างหนึ่งคือระบบบายพาสทรายโดยการสูบเอาทรายเข้าไปใต้หรือรอบๆ กำแพงกั้นลำน้ำ
ประตูระบายน้ำ
เขื่อนกั้นคลื่นพายุ หรือประตูระบายน้ำถูกสร้างขึ้นหลังเหตุการณ์น้ำท่วมทะเลเหนือในปี 1953เพื่อป้องกันความเสียหายจากคลื่นพายุหรือภัยพิบัติทางธรรมชาติประเภทอื่น ๆ ที่อาจเป็นอันตรายต่อพื้นที่ที่พวกมันปกป้อง โดยปกติแล้วเขื่อนเหล่านี้จะเปิดอยู่เพื่อให้น้ำไหลผ่านได้อย่างอิสระ แต่จะปิดเมื่อมีภัยคุกคามจากคลื่นพายุ เขื่อนกั้นแม่น้ำเทมส์เป็นตัวอย่างหนึ่งของโครงสร้างดังกล่าว
วิธีการทางวิศวกรรมแบบอ่อน
การเติมเต็มชายหาด
การเติมทราย/เสริมทรายชายหาดเกี่ยวข้องกับการนำทรายจากที่อื่นมาเติมลงบนชายหาดที่มีอยู่เดิม ทรายที่นำเข้ามาควรมีคุณภาพใกล้เคียงกับทรายเดิมบนชายหาด เพื่อให้สามารถผสมผสานกับกระบวนการทางธรรมชาติในท้องถิ่นได้โดยไม่ก่อให้เกิดผลเสีย การเสริมทรายชายหาดสามารถใช้ร่วมกับเขื่อนกันคลื่นได้ โครงการนี้ต้องมีการดำเนินการซ้ำๆ ในรอบปีละครั้งหรือหลายปี
การรักษาเสถียรภาพของเนินทราย
เนินทรายเป็นลักษณะทั่วไปของชายหาดและเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เนินทรายมีประโยชน์ในการป้องกันการกัดเซาะของชายหาด และสามารถดักจับทรายที่ถูกลมพัดมา ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะช่วยเพิ่มการก่อตัวของชายหาดตามธรรมชาติ เพื่อทำให้เนินทรายมีความเสถียร จึงมีการปลูกพืชหน้าเนินทรายและพืชหลังเนินทราย โดยทั่วไปแล้วพืชหน้าเนินทรายจะเป็นพืชที่ทนต่อละอองเกลือ ลมแรง และสามารถอยู่รอดได้แม้จะถูกฝังอยู่ใต้ทรายที่ถูกลมพัดมา ตัวอย่างเช่นAmmophila arenaria , Honckenya peploides , Cakile maritimaและSpartina coarctata [ 18 ] ในขณะที่พืชหลังเนินทรายจะเติบโตเป็นกลุ่มหนาแน่นที่เรียกว่าเสื่อเนินทราย ซึ่งช่วยยึดโครงสร้างของเนินทรายไว้ ตัวอย่างของพืชหลังเนินทราย ได้แก่Hudsonia tomentosa , Spartina patensและIva imbricata [ 18 ] หลังจากที่พืชเหล่านี้หยั่งรากแล้ว ขั้นตอนการเจริญเติบโตเป็นพุ่มไม้ก็จะเริ่มต้นขึ้น เนื่องจากพืชที่ปลูกไว้ก่อนหน้านี้ได้ทำให้เนินทรายมีความมั่นคง ในช่วงระยะพุ่มไม้ พืชขนาดใหญ่ที่มีระบบรากที่ใหญ่กว่าจึงสามารถเติบโตได้ ซึ่งช่วยให้เนินทรายมีความมั่นคงยิ่งขึ้น พืชขนาดใหญ่เหล่านี้ ร่วมกับรั้วทรายไม้ทางเดินเท้า บันไดแบบดัตช์และทางเดินไม้กระดานช่วยดักจับทรายที่ปลิวมาตามลม[ 18 ]
การปลูกพืชเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับเนินทรายเป็นวิธีปฏิบัติทั่วไปและสามารถทำได้ทั้งบนชายหาดส่วนตัวและสาธารณะ อย่างไรก็ตาม การดำเนินการเสริมความแข็งแรงให้กับเนินทรายบนชายหาดส่วนตัวที่มีเจ้าของหลายราย มักมีความซับซ้อนและต้องอาศัยความเห็นพ้องต้องกัน เจ้าของบางรายอาจต้องการปล่อยให้เนินทรายโล่งเตียน ในขณะที่บางรายอาจต้องการปลูกพืชที่สวยงามกว่า ในทางตรงกันข้าม การดำเนินการเสริมความแข็งแรงให้กับเนินทรายบนชายหาดสาธารณะมีจำนวนฝ่ายที่ต้องปรึกษาหารือน้อยกว่า ดังนั้นจึงสามารถบรรลุข้อตกลงเกี่ยวกับการดำเนินการได้รวดเร็วกว่า
เนินทรายมีความเปราะบางต่อกิจกรรมของมนุษย์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์ให้น้อยที่สุดเพื่อการปกป้อง กิจกรรมชายฝั่งของมนุษย์นำไปสู่การกัดเซาะและการสูญเสียพืชพรรณบนเนินทราย[ 19 ]พืชพรรณได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นปัจจัยสำคัญในการทำให้เนินทรายคงตัว และการสูญเสียพืชพรรณจะทำให้เกิดการกัดเซาะมากขึ้น เพื่อป้องกันสิ่งนี้ ป้ายประกาศ ใบปลิว และเจ้าหน้าที่ดูแลชายหาดจะอธิบายให้ผู้มาเยือนทราบถึงวิธีการหลีกเลี่ยงการทำลายพื้นที่ นอกจากนี้ พื้นที่ชายหาดอาจถูกปิดไม่ให้ประชาชนเข้าเพื่อลดความเสียหาย อีกทางเลือกหนึ่งคือรั้วซึ่งอนุญาตให้ดักจับทรายเพื่อสร้างการพังทลายและเพิ่มการดักจับทรายที่พัดมาตามลม
ระบบระบายน้ำชายหาด
การระบายน้ำชายหาดหรือการระบายน้ำออกจากหน้าหาดทำให้ระดับน้ำใต้ดิน ลดลง ในบริเวณใต้หน้าหาด ซึ่งทำให้เกิดการสะสมของทรายเหนือระบบระบายน้ำ[ 20 ]
ระดับน้ำใต้ดินของชายหาดมีผลสำคัญต่อการสะสม/การกัดเซาะบริเวณชายฝั่ง[ 21 ]ในการศึกษาหนึ่งพบว่าระดับน้ำใต้ดินสูงสัมพันธ์กับการกัดเซาะชายหาดที่เร่งตัวขึ้น ในขณะที่ระดับน้ำใต้ดินต่ำสัมพันธ์กับการสะสมตัวของชายฝั่งที่เด่นชัด ระดับน้ำใต้ดินที่ต่ำกว่า (หน้าชายหาดที่ไม่อิ่มตัว) ช่วยให้เกิดการสะสมตัวโดยการลดความเร็วการไหลในช่วงการไหลย้อนกลับและยืดระยะเวลาการไหลแบบราบเรียบ เมื่อชายหาดอยู่ในสภาวะอิ่มตัว ความเร็วการไหลย้อนกลับจะเร่งขึ้นจากการเพิ่มการซึมของน้ำใต้ดินออกจากชายหาดภายในเขตน้ำทิ้ง
อย่างไรก็ตาม ไม่มีกรณีศึกษาใดที่ให้หลักฐานที่แน่ชัดถึงผลลัพธ์เชิงบวก แม้ว่าในบางกรณีจะมีการรายงานประสิทธิภาพโดยรวมที่เป็นบวกก็ตาม การติดตามตรวจสอบในระยะยาวไม่ได้ดำเนินการด้วยความถี่ที่สูงพอที่จะแยกแยะการตอบสนองต่อเหตุการณ์การกัดกร่อนที่มีพลังงานสูงได้
ผลพลอยได้ที่เป็นประโยชน์อย่างหนึ่งของระบบนี้คือ น้ำทะเลที่เก็บรวบรวมได้นั้นค่อนข้างบริสุทธิ์เนื่องจากคุณสมบัติการกรองของทราย น้ำดังกล่าวสามารถปล่อยทิ้งหรือนำไปใช้เติมออกซิเจนในทะเลสาบ/ท่าจอดเรือน้ำจืดที่น้ำนิ่ง หรือใช้เป็นน้ำป้อนสำหรับปั๊มความร้อน โรงงานผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเล การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำบนบก ตู้ปลา หรือสระว่ายน้ำได้
ระบบระบายน้ำชายหาดได้รับการติดตั้งในหลายพื้นที่ทั่วโลกเพื่อหยุดยั้งและพลิกกลับแนวโน้มการกัดเซาะของหาดทราย ระหว่างปี พ.ศ. 2524 ถึง พ.ศ. 2558 มีการติดตั้งระบบระบายน้ำชายหาดจำนวน 24 แห่งในเดนมาร์ก สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร ญี่ปุ่น สเปน สวีเดน ฝรั่งเศส อิตาลี และมาเลเซีย[ 22 ]
เขตกันชน
ระบบนิเวศชายฝั่งและปากแม่น้ำทำหน้าที่เป็นเขตกันชนต่อภัยธรรมชาติและความปั่นป่วนทางสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำท่วม พายุไซโคลน คลื่นน้ำขึ้นน้ำลง และพายุ บทบาทของพวกมันคือการ "[ดูดซับ] ผลกระทบส่วนหนึ่งและด้วยเหตุนี้จึง [ลด] ผลกระทบต่อแผ่นดิน" [ 23 ]พื้นที่ชุ่มน้ำ (ซึ่งรวมถึงหนองน้ำเค็มบึงน้ำเค็ม ...) และพืชพรรณที่มันค้ำจุน – ต้นไม้ รากพืช ฯลฯ – กักเก็บน้ำปริมาณมาก (น้ำผิวดิน น้ำที่ละลายจากหิมะ น้ำฝน น้ำใต้ดิน) แล้วค่อยๆ ปล่อยน้ำกลับคืนมา ซึ่งช่วยลดโอกาสการเกิดน้ำท่วม[ 24 ]ป่าชายเลนปกป้องชายฝั่งทะเลจากการกัดเซาะของน้ำขึ้นน้ำลงหรือการกัดเซาะโดยกระแสน้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ได้รับการศึกษาหลังพายุไซโคลนในปี 1999 ที่พัดถล่มอินเดีย หมู่บ้านที่ล้อมรอบด้วยป่าชายเลนประสบความเสียหายน้อยกว่าหมู่บ้านอื่นๆ ที่ไม่ได้รับการปกป้องจากป่าชายเลน[ 25 ]
ค่าใช้จ่าย
ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและการใช้งานแตกต่างกันไปตามปัจจัยต่างๆ ดังนี้:
- ความยาวของระบบ (องค์ประกอบต้นทุนที่ไม่เป็นเชิงเส้น)
- อัตราการไหลของปั๊ม (การซึมผ่านของทราย, ต้นทุนพลังงาน)
- สภาพดิน (การมีหินหรือชั้นดินที่ไม่สามารถซึมผ่านได้)
- ระบบระบายน้ำทิ้ง / การใช้ประโยชน์จากน้ำทะเลกรอง
- การออกแบบระบบระบายน้ำ การเลือกวัสดุ และวิธีการติดตั้ง
- ปัจจัยทางภูมิศาสตร์ (โลจิสติกส์ด้านสถานที่ตั้ง)
- ปัจจัยทางเศรษฐกิจระดับภูมิภาค (ศักยภาพ/ต้นทุนในท้องถิ่น)
- ข้อกำหนดในการศึกษา / กระบวนการขอความยินยอม
การตรวจสอบ
ผู้จัดการพื้นที่ชายฝั่งต้องชดเชยความคลาดเคลื่อนและความไม่แน่นอนของข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการกัดเซาะ การเฝ้าระวังด้วยวิดีโอสามารถรวบรวมข้อมูลได้อย่างต่อเนื่องและนำมาวิเคราะห์กระบวนการที่เกิดขึ้นบริเวณชายฝั่งได้
ระบบเตือนภัยเหตุการณ์
ระบบเตือนภัยต่างๆ เช่นระบบเตือนภัยสึนามิและ ระบบเตือน ภัยคลื่นพายุซัดฝั่งสามารถนำมาใช้เพื่อลดผลกระทบต่อมนุษย์จากเหตุการณ์ภัยพิบัติที่ก่อให้เกิดการกัดเซาะชายฝั่งได้ ระบบเตือนภัยคลื่นพายุซัดฝั่งสามารถช่วยกำหนดเวลาที่เหมาะสมในการปิดประตูระบายน้ำได้
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายสามารถช่วยในการตรวจสอบได้
การทำแผนที่ชายฝั่ง
การกำหนดแนวชายฝั่งเป็นงานที่ยากเนื่องจากลักษณะที่เปลี่ยนแปลงได้และการใช้งานที่ตั้งใจไว้[ 26 ] [ 27 ]มาตราส่วนการทำแผนที่ที่เกี่ยวข้องขึ้นอยู่กับบริบทของการตรวจสอบ[ 27 ]โดยทั่วไป ชายฝั่งประกอบด้วยส่วนต่อประสานระหว่างแผ่นดินและทะเล และแนวชายฝั่งแสดงด้วยขอบเขตระหว่างทั้งสอง[ 28 ]นักวิจัยใช้ตัวบ่งชี้แนวชายฝั่งเพื่อแสดงตำแหน่งแนวชายฝั่งที่แท้จริง[ 27 ]
ตัวบ่งชี้แนวชายฝั่ง
การเลือกตัวบ่งชี้แนวชายฝั่งถือเป็นข้อพิจารณาหลัก ตัวบ่งชี้จะต้องสามารถระบุได้ง่ายทั้งในภาคสนามและในภาพถ่ายทางอากาศ[ 30 ]ตัวบ่งชี้แนวชายฝั่งอาจเป็นลักษณะทางสัณฐานวิทยา เช่น สัน เนินดิน ขอบหน้าผาแนวพืช พรรณ ฐาน เนินทราย สันเนินทราย และหน้าผา หรือสันและฐานหน้าผา หรืออาจใช้ลักษณะที่ไม่ใช่สัณฐานวิทยา เช่น ระดับน้ำ (เส้นระดับน้ำขึ้นสูงสุด (HWL) เส้นระดับน้ำขึ้นสูงสุดเฉลี่ย) ขอบเขตเปียก/แห้ง และเส้นระดับน้ำทางกายภาพ[ 31 ]รูปที่ 1 แสดงภาพร่างความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างตัวบ่งชี้แนวชายฝั่งที่ใช้กันทั่วไป
HWL (H ในรูปที่ 1) เป็นตัวบ่งชี้แนวชายฝั่งที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด เนื่องจากสามารถมองเห็นได้ในภาคสนาม และสามารถตีความได้ทั้งในภาพถ่ายทางอากาศสีและสีเทา[ 30 ] [ 32 ] HWL แสดงถึงขอบเขตด้านในแผ่นดินของน้ำขึ้น สูงสุดครั้งล่าสุด และมีลักษณะเฉพาะคือการเปลี่ยนแปลงสีของทรายเนื่องจากการท่วมซ้ำๆ เป็นช่วงๆ โดยน้ำขึ้นสูง HWL ปรากฏบนภาพถ่ายทางอากาศโดยการเปลี่ยนแปลงสีหรือโทนสีเทาด้านในแผ่นดินมากที่สุด[ 27 ]
ความสำคัญและการประยุกต์ใช้
ตำแหน่งของแนวชายฝั่งและตำแหน่งที่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อนักวิทยาศาสตร์ชายฝั่ง วิศวกร และผู้จัดการ[ 27 ] [ 31 ]การรณรงค์ตรวจสอบแนวชายฝั่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของแนวชายฝั่งในอดีต และเกี่ยวกับการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงในอนาคต[ 33 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตำแหน่งของแนวชายฝั่งในอดีต ปัจจุบัน และที่คาดการณ์ไว้ในอนาคต มีประโยชน์ในการออกแบบการป้องกันชายฝั่ง การปรับเทียบและตรวจสอบแบบจำลองเชิงตัวเลขเพื่อประเมินการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลการทำแผนที่เขตอันตราย และการควบคุมการพัฒนาชายฝั่ง ตำแหน่งของแนวชายฝั่งยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับการปรับทิศทางของแนวชายฝั่งที่อยู่ติดกับโครงสร้าง ความกว้าง ของชายหาดปริมาตร และอัตราการเปลี่ยนแปลงในอดีต[ 27 ] [ 31 ]
แหล่งข้อมูล
มีแหล่งข้อมูลหลากหลายให้เลือกใช้ในการตรวจสอบตำแหน่งแนวชายฝั่ง อย่างไรก็ตาม ข้อมูลในอดีตมีจำกัดในหลายพื้นที่ชายฝั่ง ดังนั้นการเลือกแหล่งข้อมูลจึงจำกัดอยู่เฉพาะข้อมูลที่มีอยู่สำหรับพื้นที่นั้นๆ ในช่วงเวลาหนึ่ง[ 27 ]เทคนิคการทำแผนที่แนวชายฝั่งมีความเป็นอัตโนมัติมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งทำให้ไม่มีแนวทางการทำแผนที่มาตรฐานเพียงแนวทางเดียว แหล่งข้อมูลแต่ละแหล่งและวิธีการที่เกี่ยวข้องต่างก็มีศักยภาพและข้อจำกัด[ 34 ]
แผนที่ประวัติศาสตร์
ในกรณีที่การศึกษาต้องการตำแหน่งชายฝั่งจากภาพถ่ายทางอากาศก่อนยุคปัจจุบัน หรือหากสถานที่นั้นมีภาพถ่ายครอบคลุมไม่ดี แผนที่ประวัติศาสตร์ก็สามารถใช้เป็นทางเลือกได้[ 34 ]แผนที่และแผนภูมิในยุคแรกๆ มีข้อผิดพลาดมากมาย ข้อผิดพลาดเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับมาตราส่วน การเปลี่ยนแปลง ของจุดอ้างอิงการบิดเบือนจากการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอ การยืด การยับย่น การฉีกขาด และรอยพับ มาตรฐาน การสำรวจ ที่แตกต่างกัน มาตรฐานการตีพิมพ์ที่แตกต่างกัน และ ข้อ ผิดพลาดในการฉายภาพ[ 27 ]ความรุนแรงของข้อผิดพลาดเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความถูกต้องของแผนที่และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่เกิดขึ้นหลังจากที่สร้างแผนที่นั้นแล้ว[ 35 ]แหล่งข้อมูลชายฝั่งที่เชื่อถือได้ที่เก่าแก่ที่สุดในสหรัฐอเมริกาคือ แผ่นแผนที่ T-sheet ของสำรวจชายฝั่งสหรัฐอเมริกาซึ่งมีอายุย้อนไปถึงช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่ 19 [ 36 ]ในสหราชอาณาจักร แผนที่และแผนภูมิก่อนปี 1750 จำนวนมากถือว่าไม่ถูกต้อง การก่อตั้งOrdnance Surveyในปี 1791 ได้ปรับปรุงความถูกต้องแม่นยำของการทำแผนที่
ภาพถ่ายทางอากาศ
ภาพถ่ายทางอากาศเริ่มถูกนำมาใช้ในช่วงทศวรรษ 1920 เพื่อให้ได้ ข้อมูล ทางภูมิประเทศ ภาพถ่ายทางอากาศ เป็นฐานข้อมูล ที่ดี สำหรับการจัดทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงแนวชายฝั่ง ภาพถ่ายทางอากาศเป็นแหล่งข้อมูลที่ใช้กันมากที่สุด เนื่องจากพื้นที่ชายฝั่งหลายแห่งมีการครอบคลุมภาพถ่ายทางอากาศอย่างกว้างขวาง[ 34 ]โดยทั่วไปแล้ว ภาพถ่ายทางอากาศให้การครอบคลุมเชิงพื้นที่ที่ดี อย่างไรก็ตาม การครอบคลุมเชิงเวลาขึ้นอยู่กับแต่ละพื้นที่ การตีความตำแหน่งแนวชายฝั่งเป็นเรื่องอัตวิสัย เนื่องจากสภาพแวดล้อมชายฝั่งมีลักษณะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เมื่อรวมกับความบิดเบี้ยวต่างๆ ที่มีอยู่ในภาพถ่ายทางอากาศ อาจนำไปสู่ระดับข้อผิดพลาดที่สำคัญ[ 34 ]การลดข้อผิดพลาดเพิ่มเติมจะกล่าวถึงต่อไป
การกระจัดของวัตถุในพื้นที่
สภาพแวดล้อมภายนอกกล้องอาจทำให้วัตถุในภาพดูเหมือนเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งจริงบนพื้นดิน สภาพแวดล้อมดังกล่าวอาจรวมถึงลักษณะภูมิประเทศ การเอียง ของกล้อง และการหักเหของแสงในชั้นบรรยากาศ
การเคลื่อนตัวของภูมิประเทศเป็นสิ่งที่เด่นชัดเมื่อถ่ายภาพ ระดับความสูงที่หลากหลายสถานการณ์นี้ทำให้วัตถุที่อยู่เหนือระดับน้ำทะเลเคลื่อนตัวออกไปด้านนอกจากศูนย์กลางของภาพถ่าย และวัตถุที่อยู่ต่ำกว่าระดับพื้นดินเคลื่อนตัวเข้าหาศูนย์กลางของภาพ (รูปที่ 2) ความรุนแรงของการเคลื่อนตัวจะสัมพันธ์ในเชิงลบกับการลดลงของระดับความสูงในการบิน และเมื่อระยะทางรัศมีจากศูนย์กลางของภาพถ่ายเพิ่มขึ้น การบิดเบือนนี้สามารถลดลงได้โดยการถ่ายภาพหลายๆส่วนและสร้างภาพโมเสกจากภาพเหล่านั้น เทคนิคนี้จะสร้างจุดโฟกัสที่ศูนย์กลางของแต่ละภาพถ่าย ซึ่งการบิดเบือนจะลดลงเหลือน้อยที่สุด ข้อผิดพลาดนี้ไม่พบได้บ่อยในการทำแผนที่ชายฝั่ง เนื่องจากภูมิประเทศค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตาม เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อทำแผนที่หน้าผา[ 34 ]
ตามหลักการแล้ว ภาพถ่ายทางอากาศควรถ่ายโดยให้แกนแสงของกล้องตั้งฉากกับพื้นดินอย่างสมบูรณ์ ซึ่งจะทำให้ได้ ภาพถ่าย แนวตั้งแต่น่าเสียดายที่มักจะไม่เป็นเช่นนั้น และภาพถ่ายทางอากาศเกือบทั้งหมดจะเอียงได้ถึง 3° [ 37 ]ในสถานการณ์เช่นนี้ ขนาดของภาพจะใหญ่ขึ้นทางด้านบนของแกนเอียงและเล็กลงทางด้านล่าง นักวิจัยชายฝั่งหลายคนไม่ได้พิจารณาเรื่องนี้ในงานของพวกเขา[ 34 ]
การบิดเบี้ยวของเลนส์รัศมี
ความบิดเบี้ยว ของเลนส์จะแปรผันตามระยะรัศมีจากจุดศูนย์กลางของภาพถ่าย ซึ่งหมายความว่าจุดศูนย์กลางของภาพจะค่อนข้างปราศจากความบิดเบี้ยว แต่เมื่อมุมมองเพิ่มขึ้น ความบิดเบี้ยวก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย นี่เป็นแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่สำคัญในการถ่ายภาพทางอากาศในยุคแรกๆ ความบิดเบี้ยวดังกล่าวไม่สามารถแก้ไขได้หากไม่ทราบรายละเอียดของเลนส์ที่ใช้ในการถ่ายภาพ สามารถใช้ภาพซ้อนทับเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดได้[ 32 ]
การกำหนดแนวชายฝั่ง
ลักษณะพลวัตของชายฝั่งทำให้การทำแผนที่แนวชายฝั่งมีความไม่แน่นอน ความไม่แน่นอนนี้เกิดขึ้นเนื่องจากตำแหน่งของแนวชายฝั่งได้รับอิทธิพลจากผลกระทบของน้ำขึ้นน้ำลงในทันทีและผลกระทบระยะยาวต่างๆ เช่น การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์และ การเคลื่อนที่ ของตะกอนชายฝั่ง ตาม แนวชายฝั่ง ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำของตำแหน่งแนวชายฝั่งในอดีตที่คำนวณได้และการคาดการณ์[ 33 ] HWL มักใช้เป็นตัวบ่งชี้แนวชายฝั่ง ข้อผิดพลาดมากมายเกี่ยวข้องกับการใช้เส้นเปียก/แห้งเป็นตัวแทนของ HWL และแนวชายฝั่ง ข้อผิดพลาดที่น่ากังวลมากที่สุดคือการเคลื่อนตัวระยะสั้นของเส้นเปียก/แห้ง การตีความเส้นเปียก/แห้งบนภาพถ่าย และการวัดตำแหน่งเส้นที่ตีความ[ 30 ] [ 34 ]ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ เช่น การเคลื่อนตัวของเส้นเปียก/แห้ง เกิดจากการเปลี่ยนแปลง ของน้ำขึ้นน้ำลงและ ฤดูกาลการกัดเซาะอาจทำให้เส้นเปียก/แห้งเคลื่อนตัว การตรวจสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถลดลงได้โดยใช้ข้อมูลเฉพาะในฤดูร้อนเท่านั้น[ 34 ] [ 30 ]นอกจากนี้ แถบข้อผิดพลาดสามารถลดลงได้อย่างมากโดยใช้บันทึกข้อมูลที่เชื่อถือได้ที่ยาวที่สุดในการคำนวณอัตราการกัดเซาะ[ 30 ]ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นเนื่องจากความยากลำบากในการวัดเส้นเดียวบนภาพถ่าย ตัวอย่างเช่น หากเส้นปากกามีความหนา 0.13 มม. จะแปลงเป็นข้อผิดพลาด ±2.6 ม. บนภาพถ่ายมาตราส่วน 1:20000
การสำรวจลักษณะชายหาด
โดย ทั่วไป การสำรวจโปรไฟล์ชายหาดจะทำซ้ำเป็นระยะๆ ตามแนวชายฝั่งเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงระยะสั้น (รายวันถึงรายปี) ของตำแหน่งแนวชายฝั่งและปริมาตรของชายหาด[ 38 ]การสำรวจโปรไฟล์ชายหาดเป็นแหล่งข้อมูลที่แม่นยำมาก อย่างไรก็ตาม การวัดโดยทั่วไปอยู่ภายใต้ข้อจำกัดของเทคนิคการสำรวจแบบดั้งเดิม ข้อมูลแนวชายฝั่งที่ได้จากการสำรวจโปรไฟล์ชายหาดมักมีข้อจำกัดทั้งในเชิงพื้นที่และเวลาเนื่องจากต้นทุนสูงที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่ต้องใช้แรงงานจำนวนมาก โดยทั่วไปแล้วแนวชายฝั่งจะได้รับจากการประมาณค่าจากโปรไฟล์ชายหาดที่แยกจากกันหลายชุด ระยะห่างระหว่างโปรไฟล์มักจะค่อนข้างมาก ซึ่งจำกัดความแม่นยำของการประมาณค่า ข้อมูลการสำรวจจำกัดอยู่ที่ความยาวของแนวชายฝั่งที่สั้นกว่า โดยทั่วไปน้อยกว่าสิบกิโลเมตร[ 27 ]ข้อมูลโปรไฟล์ชายหาดมักมีให้จากสภาภูมิภาคในนิวซีแลนด์[ 39 ]
การสำรวจระยะไกล
เทคนิค การสำรวจระยะไกล ทางอากาศ ดาวเทียมและภาคพื้นดินที่หลากหลายสามารถให้ข้อมูลเพิ่มเติมที่สามารถนำมาทำแผนที่ได้[ 38 ]แหล่งข้อมูลการสำรวจระยะไกล ได้แก่:
- การถ่ายภาพแบบมัลติสเปกตรัมและไฮเปอร์สเปกตรัม
- เซ็นเซอร์ไมโครเวฟ
- ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลก (GPS)
- เทคโนโลยีตรวจจับและวัดระยะด้วยแสงจากอากาศยาน (LIDAR)
เทคนิคการสำรวจระยะไกลสามารถประหยัดต้นทุน ลดข้อผิดพลาดจากมนุษย์ และลดความเป็นอัตวิสัยของเทคนิคภาคสนามแบบดั้งเดิม[ 40 ]การสำรวจระยะไกลเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างใหม่ ทำให้การสังเกตการณ์ทางประวัติศาสตร์มีข้อจำกัด การสังเกตการณ์สัณฐานวิทยาชายฝั่งต้องได้รับการวัดปริมาณโดยการเชื่อมโยงข้อมูลการสำรวจระยะไกลกับแหล่งข้อมูลอื่น ๆ ที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับตำแหน่งแนวชายฝั่งในอดีตจากแหล่งข้อมูลที่เก็บถาวร[ 33 ]
การวิเคราะห์วิดีโอ
การวิเคราะห์ วิดีโอช่วยให้สามารถตรวจสอบชายหาดได้อย่างต่อเนื่องในระยะยาว มีประสิทธิภาพด้านต้นทุน และเป็นเชิงปริมาณ[ 41 ]ความก้าวหน้าของระบบวิดีโอชายฝั่งในศตวรรษที่ 21 ทำให้สามารถดึงข้อมูลทางธรณีฟิสิกส์จำนวนมากจากภาพได้ ข้อมูลดังกล่าวอธิบายถึงสัณฐานวิทยาชายฝั่ง กระแสน้ำผิวดิน และพารามิเตอร์ของคลื่น ข้อได้เปรียบหลักของการวิเคราะห์วิดีโออยู่ที่ความสามารถในการวัดปริมาณพารามิเตอร์เหล่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยความละเอียดสูง ครอบคลุมทั้งพื้นที่และเวลา ซึ่งเน้นย้ำถึงศักยภาพของระบบดังกล่าวในฐานะระบบตรวจสอบชายฝั่งที่มีประสิทธิภาพและเป็นเครื่องมือช่วยในการจัดการเขตชายฝั่ง[ 42 ]มีการศึกษากรณีที่น่าสนใจหลายกรณีที่ใช้การวิเคราะห์วิดีโอ กลุ่มหนึ่งใช้ระบบภาพชายฝั่ง ARGUS ที่ใช้ระบบวิดีโอ[ 41 ] [ 43 ]เพื่อตรวจสอบและวัดปริมาณการตอบสนองของชายฝั่งในระดับภูมิภาคต่อการเติมทรายและการก่อสร้างแนวปะการังเทียมสำหรับเล่นกระดานโต้คลื่นแห่ง แรกของโลกที่ โกลด์โคสต์ประเทศออสเตรเลีย อีกกลุ่มหนึ่งประเมินคุณค่าเพิ่มเติมของ การสังเกตการณ์วิดีโอ ความละเอียด สูง สำหรับการคาดการณ์ระยะสั้นของกระบวนการทางอุทกพลศาสตร์และสัณฐานวิทยาใกล้ชายฝั่ง ในช่วงเวลาตั้งแต่เมตรถึงกิโลเมตร และตั้งแต่หลายวันถึงหลายฤดูกาล[ 44 ]
การวิเคราะห์วิดีโอทำให้ผู้จัดการเขตชายฝั่งมีโอกาสได้รับข้อมูลความลึกของน้ำ[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]สามารถใช้เพื่อรับข้อมูลภูมิประเทศระหว่างน้ำขึ้นน้ำลงและความลึกของน้ำใต้น้ำ และวัดความยืดหยุ่นของเขตชายฝั่ง [เช่น ปริมาณชายหาดที่มีอยู่ รวมถึงการกำหนดค่าของสันดอนใต้น้ำ] การประมาณความลึกโดยใช้ข้อมูลจากวิดีโอถูกนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมน้ำขึ้นน้ำลงขนาดเล็ก/ขนาดกลางที่ DUCK, NC [ 46 ]และสภาพภูมิอากาศคลื่นที่มีพลังงานสูงพร้อมระบอบน้ำขึ้นน้ำลงขนาดใหญ่ที่ Porthtowan ในสหราชอาณาจักร[ 47 ]ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้การประมาณความลึกโดยใช้ข้อมูลจากวิดีโอในช่วงพายุรุนแรง[ 48 ] [ 49 ]
ดูเพิ่มเติม
- การกัดเซาะและการสะสมตัวของชายหาด
- การจัดการเขตชายฝั่งแบบบูรณาการ
- ลักษณะภูมิประเทศชายฝั่งและมหาสมุทร
- อันตรายจากการพัฒนาพื้นที่ชายฝั่ง
- การกัดเซาะชายฝั่ง
- ภูมิศาสตร์ชายฝั่ง
- วิศวกรรมชายฝั่ง
- พลวัตทางสัณฐานวิทยาชายฝั่ง
- สมาคมวิจัยชายฝั่งและปากแม่น้ำ (CERF)
- ผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ต่อชายฝั่ง
- ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น
- การฟื้นฟูป่าชายเลน
- ภัยธรรมชาติ
- การฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม
- การฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม
- รายชื่อประเทศเรียงตามความยาวของชายฝั่ง
- การกัดเซาะ
- การเคลื่อนตัวตามแนวชายฝั่ง
อ่านเพิ่มเติม
- คู่มือหิน: การใช้หินในวิศวกรรมไฮดรอลิก CIRIA. 2007. ISBN 978-0-86017-683-1.
- Allsop, NWH (2002). เขื่อนกันคลื่น โครงสร้างชายฝั่ง และแนวชายฝั่ง: รายงานการประชุมนานาชาติที่จัดโดยสถาบันวิศวกรโยธา ณ กรุงลอนดอน สหราชอาณาจักร ระหว่างวันที่ 26-28 กันยายน 2001โทมัส เทลฟอร์ด หน้า 198 ISBN 978-0-7277-3042-8.
- Turner, IL; Leatherman, SP (1997). "การระบายน้ำชายหาดเป็นวิธีการแก้ปัญหาการกัดเซาะชายฝั่งแบบ 'อ่อน' ทางวิศวกรรม - ประวัติและบทวิจารณ์เชิงวิพากษ์"วารสารการวิจัยชายฝั่ง 13 ( 4): 1050– 1063. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 31 พฤษภาคม 2019 สืบค้นเมื่อ 21 กุมภาพันธ์ 2017
ลิงก์ภายนอก
- วิกิชายฝั่ง
- Deltaworks Online - ระบบป้องกันชายฝั่งในเนเธอร์แลนด์
- วิชา นโยบายและการเมืองการจัดการเขตชายฝั่งทะเล
- โครงการ Safecoastแลกเปลี่ยนความรู้เกี่ยวกับการเกิดน้ำท่วมชายฝั่งและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคทะเลเหนือ
- วิกิชายฝั่งเอนโครา
- ประโยชน์ทางสังคมและเศรษฐกิจของการจัดการทรัพยากรชายฝั่งจากเว็บไซต์ "NOAA Socioeconomics"
- ศูนย์ทรัพยากรชายฝั่ง มหาวิทยาลัยโรดไอส์แลนด์
- วิดีโอ
- วิดีโอให้ความรู้ฟรีเกี่ยวกับนโยบายชายฝั่งและการจัดการเขตพื้นที่
- ภาพรวมหนังสือเรียน "อนาคตของนโยบายชายฝั่ง"บนYouTube
- รูปภาพ
