專利名稱：海岸保護的方法和相應采用的壓力平衡組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于海岸保護的方法，該海岸有一個海岸下的淡水存水區(qū)和一個在淡水存水區(qū)下的呈舌形凸出的、斜向下伸入海岸地表下的咸水區(qū)。
對于海岸保護，人們一般知道的是建造一個從海灘到一直伸入水中一段距離的、巨大的石頭或混凝土的擋水壩。擋水壩是有效的，但建造投資和維修成本是巨大的。另外的一種海岸保護的方法是海岸補給，即將大量的沙子運到要保護的一段海岸上。這種方法也需要大量的建造投資和維修成本。盡管需要運輸大量的沙子，這兩種方法仍然是用得最廣泛的海岸保護的方法。
聯(lián)想到為海水水簇館泵送海水而建立的吸入口，人們在八十年代早期發(fā)現(xiàn)，在吸入口的周圍有沉積現(xiàn)象發(fā)生，由于在吸入口表面的沉積會導致吸入口被堵塞，這就激發(fā)了要試驗在DK 152 301B中描述的那種新的海岸保護的方法。這種方法的思想是，從沿海岸線建立的海水水槽中泵走海水，從而在水槽中引起沉積。然而這種方法從來就沒有得到過廣泛應用，因為這需要很大的泵容量，因而就需要很大的建造投資，至少是需要很大的運行費用。
US 5 294 213A公開了類似于排水管的原理的系統(tǒng)，排水管設在與海岸平行的沙灘和水中，該系統(tǒng)的運行，同樣是根據(jù)泵水的原理，適應天氣情況，即不論是正常水位、低水位、高水位，還是風暴肆略的天氣。系統(tǒng)包括一個水池，用泵通過排水管將海水打入水池，水也可以通過排水管被泵送到海里，以移走風暴過后形成的沙丘。
從US 4 898 495 A中可以了解相應的、保持與海水相通的進水口暢通的方法。該系統(tǒng)包括布置了許多擴散裝置，采用用水沖走來自進水口的沉積物和產(chǎn)生一股水流將沉積物轉移到進水口下游。通過將水從水槽泵送到擴散裝置，沉積物被送到進水口的下游。
本發(fā)明的目的是提供一種海岸保護的方法，它能克服已知海岸保護方法的缺點。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過一種方法來實現(xiàn)的，該方法的特征在于通過向下深埋到地下水存水區(qū)的壓力平衡組件，最好是以在其下部設置過濾裝置的管道方式，徹底或部分平衡掉至少沿海岸線某一區(qū)域地下水存水區(qū)的壓力。
根據(jù)本發(fā)明，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在海灘下設置壓力平衡組件能導致組件放置區(qū)域有沉積物沉積。
為什么會發(fā)生這種海岸增長的一個可能的解釋是，部分由于海水和部分由于風刮到地表的、以及與泥沙和其他粘土物質混在一起的細沙粒降低了導水性能。在海岸地表下另外由海浪沖積而成的深層(物質)主要是一些粗大的碎石和鵝卵石，它們具有很好的導水性能。從海岸地表往下挖，這可以是在地表上挖一個洞，一旦挖到水床，地下水就會上升出現(xiàn)在地表，可以清楚地看到這種導水性能的差別，其原因是導水性能的很大差異和淡水受到來自內陸的壓力。因此，海岸線可以比喻成一個向下的水箱，該水箱通過穿過地表密實層的壓力平衡組件在上部開口，使得水能夠很容易流過，因此在漲潮到落潮這段時間內，水能很快地流過地表。這就是說經(jīng)壓力平衡的地表在落潮期可以更容易地排走淡水和咸水。潮水從落潮到漲潮時，海水升高，在前灘會出現(xiàn)很大的波動，由于沖刷區(qū)的咸水從沖刷區(qū)回退，此時沉積物沉積在前灘。相反，當前灘的淡水處于一定的壓力時，由于在淡水上面的海水流回到海里，海岸的沖蝕就會發(fā)生，因此沖蝕了前灘。事實上，當這種波動增加時，泥沙和粘土物質被沖離前灘，由于組件的排水作用，壓力平衡組件啟動了一個從壓力平衡組件擴展開的過程。另外可以發(fā)現(xiàn)，轉移到海岸上的沉積物的量和海岸增長的速度之間有關系。人們發(fā)現(xiàn)，壓力平衡組件形成了一個自然平衡的、帶有一個1∶20系統(tǒng)的地表，這樣當波浪沖上海灘時就留下了沉積物。因為運動中的水含有大量的沉積物，當水速降低時，它就會沉積下來，因此地表相對于該區(qū)域中的海潮而言肯定會有一定的寬度和最高水位。設有壓力平衡組件的海岸線自然就變得更寬，這就導致了更多沙子漂移到前灘。通過建立位于沙灘高位的縱向的木捆和逐漸升高的、一直到海圍土丘底下的橫向的木捆，這種木捆形成海岸地表的上部，漂移過來的大量泥沙被利用上。
參照附圖可以更清楚地描述本發(fā)明，其中

圖1表示的是海岸地表的剖面圖；圖2表示的是設在海灘上的壓力平衡組件；圖3表示的是設在沖刷區(qū)的壓力平衡組件；圖4表示的是從上往下看的設有壓力平衡組件和木捆的一段海灘；圖5表示的是圖4中的一段海灘的斷面。
如圖1所示，淡水存水區(qū)2在地表1的下面，這個淡水存水區(qū)2由位于其向下傾斜的、舌形的含有海水3的平面確定，其海水的密度大于淡水。
海岸被沖蝕的原因是，如圖1所示，當海灘地表下的淡水處于一定的壓力時，滲入地表下的位于淡水之上的咸水流回到海中。當?shù)畨毫ο陆禃r，或者當水向下滲透且穿過海岸地表物與淡水混合時，不會沖蝕海岸地表，相反沉積物會沉積在海灘上。
如圖2所示，壓力平衡組件可包括剛性過濾管6，它和裝有套管8的管道7相連。過濾裝置和管道可以通過加壓、沖刷、或者挖掘的方法放置在淡水存水區(qū)。當過濾裝置放在淡水存水區(qū)時，最好是管道7具有的長度能稍稍伸出海岸地表的表面。如圖2所示，帶過濾裝置的管道，成排布置在與海岸線垂直或近似垂直的一條線上。管道7的上方開口，一直通到淡水存水區(qū)以形成好的液體通道。
當?shù)嫠畢^(qū)的壓力通過壓力平衡組件12被平衡掉時，根據(jù)本發(fā)明，通過進一步建立在沖刷區(qū)4的壓力平衡組件13，在一段海岸上物質的沉積速度會增加。在圖3中顯示了放在該區(qū)域中的一種便利的組件布置，它包括與水平過濾管6’相連的剛性管7’。
在這兩種情況下，組件設有固定元件8，其目的是將其埋在沙子中來防止未經(jīng)許可移走該組件。固定元件是兩塊成一定角度的板片形成，板片固定在剛性的管道上。此外，從沙子中伸出來的管端還設有一個弧形的端頭9以防止未經(jīng)許可用沙子石頭等填充管道。壓力平衡組件也可選擇成和深埋管相連，該管伸到海圍土丘的腳下，在這里形成和大氣相暢通的連接，因而可以避免管子的端伸出地面。
在一段海岸上采用這樣的壓力平衡組件能導致4-6m的海岸被復原，且在40天內能增加海岸地表60-70cm。
設有壓力平衡組件的地表變得更寬時，如前面提到的，它導致大量的沙子漂移到前灘。從圖4和5中可以看到，通過設置高達海灘的縱向木捆10和增加沙丘腳下高度的橫向木捆11大量的漂移的沙子可以被利用。通過調節(jié)木捆的長度，方向和高度，在海灘地表的上部可以形成期望的形狀，這種木捆可以是將松樹灌木和針杉或類似的物體埋入海岸地表下而形成，或者是將它們堆放在陷入地下的土堆之間形成，這將很容易使木捆做成期望的形狀。
本發(fā)明的特別之處在于低建造成本和運行費用，運行費用僅包括日常的系統(tǒng)檢查和維修費用。
在此領域中新的研究成果已經(jīng)發(fā)表，地下水的壓力作用于海岸地表是肯定會出現(xiàn)的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有高淡水壓力的海岸地表會變窄且凹陷下去(也稱之為冬季地表)，而具有明顯的低淡水壓力的海岸地表會變寬且凸出來(也稱之為夏季地表)。具有高淡水壓力的、狹窄且凹陷下去的海岸地表在丹麥可以看到，特別是在的北部海岸Vejby strand和南部海岸Lonstrap的Kirke。
狹窄且凹陷的海岸地表很容易受到?jīng)_蝕，而寬且凸出的海岸地表卻使海岸增加。采用如上所述的發(fā)明，可以將狹窄且凹陷的海岸地表變成寬且凸出的海岸地表，因此就保護了海岸。
權利要求
1．一種海岸保護的方法，在該海岸區(qū)有一個海岸下的淡水存水區(qū)和在其下面的咸水舌形區(qū)，舌形區(qū)斜向下伸入到海岸地表下，其特征在于，通過向下伸入到地下水存水區(qū)的壓力平衡組件，最好是以在其下部設置過濾裝置的管道的方式，徹底或部分平衡掉至少沿海岸線某一區(qū)域地下水存水區(qū)的壓力。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于第一個壓力平衡組件建在離海岸線有一段距離的海灘上。
3．根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于在第一個壓力平衡組件使海岸增加后，進一步的壓力平衡組件建立在海岸地表的沖刷區(qū)。
4．根據(jù)權利要求1、2、3的方法，其特征在于木捆設在該區(qū)域的海岸地表上。
5．實施權利要求1的方法所使用的壓力平衡組件，其特征在于它們設有固定元件。
6．實施權利要求1的方法所使用的壓力平衡組件，其特征在于形成一個旨在從海岸地表伸出來的管樁，或者在管樁上設有一個開口朝下的元件。
全文摘要
在海岸保護的方法中,在該海岸區(qū)有一個海岸下的淡水存水區(qū)和在其下面的咸水舌形區(qū),舌形區(qū)斜向下伸入到海岸地表下,其特征在于通過向下伸入到地下水存水區(qū)的壓力平衡組件,最好是以在其下部設置過濾裝置的管道的方式,徹底或部分平衡掉至少沿海岸線某一區(qū)域地下水存水區(qū)的壓力。這將引起物質沉積,因而增加了海岸的寬度。通過在沙灘上進一步堆起木捆,相應的漂移過來的沙子可以被利用以增加海岸地表的堆積。該海岸保護的特別之處在于僅需要低建造投資和運行成本。
文檔編號E02B3/04GK1280642SQ98811570
公開日2001年1月17日 申請日期1998年11月26日 優(yōu)先權日1997年11月28日
發(fā)明者保羅·雅克伯森 申請人:Sic斯卡根創(chuàng)新中心