الهندسة الساحلية

الهندسة الساحلية هي فرع من فروع الهندسة المدنية التي تهتم بالمتطلبات المحددة التي يفرضها البناء على الساحل أو بالقرب منه، فضلاً عن تطوير الساحل نفسه.

إن التأثير الهيدروديناميكي للأمواج والمد والجزر والعواصف وأمواج المد العاتية ( وغالبًا) البيئة القاسية لمياه البحر المالحة تشكل تحديات نموذجية للمهندس الساحلي - وكذلك التغيرات المورفولوجية الديناميكية للتضاريس الساحلية، الناجمة عن التطور المستقل للنظام والتغيرات التي من صنع الإنسان. تشمل مجالات الاهتمام في الهندسة الساحلية سواحل المحيطات والبحار والبحار الهامشية والمصبات والبحيرات الكبرى .

بالإضافة إلى تصميم وبناء وصيانة المنشآت الساحلية ، غالبًا ما يشارك مهندسو السواحل في تخصصات متعددة في إدارة المناطق الساحلية المتكاملة ، وذلك أيضًا بسبب معرفتهم المحددة بالديناميكيات المائية والشكلية للنظام الساحلي. قد يشمل هذا توفير المدخلات والتكنولوجيا لتقييم الأثر البيئي ، وتطوير الموانئ ، واستراتيجيات الدفاع الساحلي، واستصلاح الأراضي ، ومزارع الرياح البحرية وغيرها من مرافق إنتاج الطاقة، وما إلى ذلك.

تنتج البيئة الساحلية تحديات خاصة بهذا الفرع من الهندسة: الأمواج، والعواصف، والمد والجزر، والتسونامي، وتغيرات مستوى سطح البحر ، ومياه البحر والنظام البيئي البحري .

في أغلب الأحيان، هناك حاجة في مشاريع الهندسة الساحلية إلى ظروف المحيطات : الرياح المحلية ومناخ الأمواج، فضلاً عن إحصاءات ومعلومات عن كميات هيدروديناميكية أخرى ذات أهمية. كما أن القياسات الباثيمترية والتغيرات المورفولوجية ذات أهمية مباشرة. وفي حالة دراسات نقل الرواسب والتغيرات المورفولوجية، هناك حاجة إلى خصائص ذات صلة برواسب قاع البحر وخصائص المياه والنظام البيئي.

تتطلب ظاهرة الموجات - مثل أمواج البحر، والانتفاخ، والمد والجزر، والتسونامي - معرفة هندسية بفيزياء هذه الظاهرة، فضلاً عن النماذج: النماذج الرقمية والنماذج الفيزيائية . وتعتمد الممارسات المتبعة في هندسة السواحل في الوقت الحاضر بشكل متزايد على نماذج تم التحقق من صحتها وإثباتها من خلال البيانات التجريبية.

بصرف النظر عن تحولات الأمواج نفسها، فإن تأثيرات الأمواج مهمة بالنسبة للأمواج القادمة من المياه العميقة إلى المياه الساحلية الضحلة ومنطقة الأمواج . وتشمل هذه التأثيرات:

• تحميل الأمواج على الهياكل الساحلية مثل حواجز الأمواج ، والحواجز الصخرية ، والأرصفة ، والجدران البحرية والسدود
• التيارات الناجمة عن الأمواج، مثل التيار الساحلي في منطقة الأمواج، والتيارات العكسية ، وتيارات ستوكس ، والتي تؤثر على نقل الرواسب والديناميكيات المورفولوجية
• اهتزاز الأمواج في الموانئ، مما قد يؤدي إلى توقف الميناء عن العمل
• ارتفاع الأمواج فوق الجدران البحرية والسدود، مما قد يهدد على سبيل المثال استقرار السد

تتم هندسة السواحل عند أو بالقرب من نقطة التقاء الأرض والمياه. وبالتالي فإن جزءًا كبيرًا من هندسة السواحل يتضمن إنشاءات تحت الماء، وخاصة للأساسات. وعادةً ما تتضمن كاسرات الأمواج والجدران البحرية وهياكل الموانئ مثل الأرصفة والمراسي والجسور والأنفاق والمخارج والجسور أعمالًا تحت الماء.

في العقود الأخيرة، فضل مهندسو السواحل الحلول غير البنيوية، والتي تتجنب التأثيرات الضارة التي تسببها الهياكل عادةً، مثل الجدران البحرية والحواجز والأرصفة البحرية وما إلى ذلك. وتشمل هذه الحلول تغذية الشاطئ ، واستعادة/إنشاء المستنقعات، واستعادة الموائل. وفي الآونة الأخيرة، الاستخدام المفيد لمواد التجريف، والتي تستخدم المواد المستخرجة من الحفر لصيانة الملاحة لتغذية الشواطئ واستعادة الأراضي الرطبة . كما يتم استخدام الاستخدام المفيد لزيادة ارتفاع منصات المستنقعات في محاولة للتكيف مع ارتفاع مستوى سطح البحر.

كما أصبحت إدارة الرواسب الإقليمية استراتيجية محورية لممارسي المناطق الساحلية. وتستخدم هذه الاستراتيجية بشكل أساسي مصادر الرواسب القريبة من الشاطئ ومعرفة مورفولوجيا السواحل لتحديد السمات التراكمية التي يمكن حصادها لتعزيز المناطق التآكلية، مع فهم أن المواد المحصودة ستستمر في التراكم. ومن الخيارات الشائعة لإدارة الرواسب الإقليمية تجريف الشعاب المرجانية لتغذية الشواطئ.

إن الاستخدام المفيد وإدارة الرواسب الإقليمية يدركان ندرة الموارد المادية في المناطق البحرية والمرتفعة.