An der australischen Goldküste wurden Strände im Rahmen eines Strandaufspülungsprojekts aufgeschüttet. [ 1 ]
Strandaufspülungsgerät
Das Schiff war 2013 vor Sandbridge , Virginia Beach , mit Proviantierungsmaßnahmen beschäftigt .

Strandaufspülung (auch Stranderneuerung , Strandauffüllung oder Sandaufschüttung genannt ) beschreibt ein Verfahren , bei dem durch Küstenströmung oder Erosion verlorenes Sediment , meist Sand , aus anderen Quellen ersetzt wird. Ein breiterer Strand kann Sturmschäden an Küstenbauwerken verringern, indem er die Energie in der Brandungszone verteilt und so landseitige Bauwerke und Infrastruktur vor Sturmfluten , Tsunamis und ungewöhnlich hohen Gezeiten schützt . Strandaufspülung ist typischerweise Teil eines umfassenderen, integrierten Küstenzonenmanagements zur Küstenverteidigung . Da sie die physikalischen Kräfte, die Erosion verursachen, nicht beseitigt, sondern lediglich deren Auswirkungen abmildert, ist sie in der Regel ein wiederholter Prozess.

Das erste Küstenaufspülungsprojekt in den Vereinigten Staaten fand 1922 und 1923 auf Coney Island , New York , statt . Es ist heute eine gängige Küstenschutzmaßnahme, die von öffentlichen und privaten Einrichtungen angewendet wird. [ 3 ] [ 4 ]

Geschichte

Das erste künstliche Flussbettprojekt in den USA wurde 1922–1923 auf Coney Island , New York, realisiert. [ 5 ] [ 6 ]

Vor den 1970er Jahren erfolgte die Sandaufspülung durch direktes Aufschütten von Sand auf Strand und Dünen . Seitdem wurden vermehrt Küstenaufspülungen durchgeführt, bei denen die Kräfte von Wind , Wellen und Gezeiten genutzt werden , um den Sand weiter entlang der Küste und auf Strände und Dünen zu verteilen. [ 7 ] [ 8 ]

Die Anzahl und der Umfang von Wasseraufspülungsprojekten haben aufgrund des Bevölkerungswachstums und des prognostizierten relativen Meeresspiegelanstiegs deutlich zugenommen . [ 8 ]

Erosion

Stranderosion ist ein spezifischer Teilbereich der Küstenerosion , die wiederum eine Form der Bioerosion darstellt und die Küstengeographie durch morphodynamische Veränderungen des Strandes beeinflusst . Zahlreiche Beispiele für den modernen Rückgang von Stränden sind hauptsächlich auf ein Gefälle der Küstenlängsströmung und Gefahren durch Küstenentwicklung zurückzuführen .

Ursachen der Erosion

Strände können auf natürliche Weise oder durch menschliche Einflüsse ( Stranddiebstahl / Sandabbau ) erodieren. [ 9 ]

Erosion ist eine natürliche Folge von Stürmen. Bei Stürmen wird Sand vom sichtbaren Strand überflutet und bildet Sandbänke, die den Strand schützen. Diese Überflutung ist jedoch nur ein Teil des Kreislaufs. Bei ruhigem Wetter lagern kleinere Wellen den Sand von den Bänken wieder an die sichtbare Strandoberfläche ab – ein Prozess, der als Akkumulation bezeichnet wird .

An manchen Stränden ist nicht genügend Sand vorhanden, damit die Küstenprozesse auf Stürme auf natürliche Weise reagieren können. Wenn nicht genügend Sand vorhanden ist, kann sich der Strand nach Stürmen nicht erholen.

Viele Gebiete mit starker Erosion sind auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen. Gründe hierfür sind unter anderem: Seemauern, die Sanddünen blockieren , Küstenbauwerke wie Häfen, die den Küstenlängstransport behindern , sowie Dämme und andere Flussbauwerke. Kontinuierliche, langfristige Aufspülungsmaßnahmen, insbesondere an spitz zulaufenden Küstenabschnitten, können den Küstenlängstransport hemmen und die Erosion in Strömungsrichtung verstärken. [ 10 ] Diese Aktivitäten beeinträchtigen den natürlichen Sedimenttransport entweder durch den Bau von Dämmen (wodurch die Sedimentquellen aus Flüssen reduziert werden), durch den Bau von Küstenbarrieren wie Molen oder durch die Vertiefung von Meeresarmen; dadurch wird der Küstenlängstransport von Sedimenten verhindert. [ 11 ]

Arten von Küstenschutzansätzen

Vorher- und Nachher-Fotos von Strandwiederherstellungsmaßnahmen an der Küste Floridas

Die Küsteningenieurleistungen zum Schutz der Küstenlinie umfassen:

  • Sanftes Küstenschutzverfahren : Die Strandaufspülung ist eine Form des schonenden Küstenschutzes, die die natürlichen Ressourcen des Strandes erhält und die negativen Auswirkungen von festen Bauwerken vermeidet. Stattdessen schafft die Aufspülung eine „weiche“ (d. h. nicht dauerhafte) Struktur, indem sie ein größeres Sandreservoir erzeugt und die Küstenlinie seewärts verlagert.
  • Küstenschutzmaßnahmen : Die Strandentwicklung und Strandansammlung können durch die vier Haupttypen von Küstenschutzbauwerken gefördert werden : Seemauern , Uferbefestigungen , Buhnen und Wellenbrecher . Am häufigsten werden Seemauern und sogenannte „Landzungen-Wellenbrecher“ (Wellenbrecher, die mit Buhnen an der Küste befestigt sind) eingesetzt .
  • Bei diesem kontrollierten Rückzug wird die Küstenlinie der Erosion überlassen, während Gebäude und Infrastruktur weiter ins Landesinnere verlegt werden.

Ansatz

Bewertung

Vorteile

  • Verbreitert den Strand.
  • Schützt Bauwerke hinter dem Strand.
  • Schützt vor Stürmen. [ 12 ]
  • Steigert den Bodenwert umliegender Grundstücke.
  • Stärkt die Wirtschaft durch Tourismus und Freizeitaktivitäten. [ 12 ] [ 13 ]
  • Erweitert den Lebensraum. [ 12 ]
  • Praktischer, umweltfreundlicher Ansatz zur Bewältigung des Erosionsdrucks. [ 12 ]
  • Fördert das Pflanzenwachstum, um die Wattflächen zu stabilisieren. [ 13 ]

Nachteile

  • Der aufgeschüttete Sand kann aufgrund von Stürmen oder fehlenden Sandtransportquellen wieder abgetragen werden. [ 13 ]
  • Teuer und erfordert wiederholte Anwendung. [ 13 ]
  • Eingeschränkter Zugang während der Nahrungsaufnahme. [ 13 ]
  • Zerstört oder begräbt Meereslebewesen. [ 13 ]
  • Schwierigkeiten bei der Suche nach geeignetem Material. [ 13 ]

Überlegungen

Kosten

Die Bodenanreicherung ist typischerweise ein wiederholter Prozess, da sie die Auswirkungen der Erosion zwar abmildert, aber nicht deren Ursachen beseitigt. In einem günstigen Umfeld verlängern sich die Intervalle zwischen den Anreicherungsmaßnahmen, wodurch die Kosten sinken. Umgekehrt können hohe Erosionsraten eine Bodenanreicherung wirtschaftlich unrentabel machen. [ 14 ] [ 15 ]

In vielen Küstenregionen können die wirtschaftlichen Auswirkungen eines breiten Strandes erheblich sein. Seit 1923 haben die USA 9 Milliarden US-Dollar für die Wiederherstellung von Stränden ausgegeben. [ 16 ] Ein besonders bemerkenswertes Beispiel ist die 16 Kilometer lange Küstenlinie vor Miami Beach , Florida, die zwischen 1976 und 1981 aufgespült wurde. Das Projekt kostete rund 86 Millionen US-Dollar und belebte die Wirtschaft der Region. [ 17 ] Vor der Aufspülung war der Strand vielerorts zu schmal, um ihn zu Fuß zu begehen, insbesondere bei Flut .

1998 wurde eine Übersicht aller bekannten Strandaufspülungsprojekte in den USA erstellt (418 Projekte). Das Gesamtvolumen dieser Aufspülungen betrug 648 Millionen Kubikyard (495 m³ ) bei Gesamtkosten von 3387 Millionen US-Dollar (preisinflationsbereinigt auf das Niveau von 1996). Dies entspricht 6,84 US-Dollar pro m³ . [ 17 ] Zwischen 2000 und 2020 ist der Preis pro m³ in den USA deutlich gestiegen (siehe Tabelle unten), während er in Europa gesunken ist.

Umrechnung der Nahrungskosten in den USA in US-Dollar pro Kubikmeter in Euro unter Verwendung des Wechselkurses des jeweiligen Jahres
StandortJahrMenge (Millionen m³ )Kosten (Millionen US$)Kosten/m³ ( US$)Kosten/m³ ( €)
Miami Beach [ 18 ]20170,38811,533,738.1
Myrtle Beach [ 19 ]19763.870.118.415.3
Virginia Beach [ 20 ]20171.221,517.920.2
Monmouth Beach [ 21 ]20210,842620.123,7
Carolina & Kure [ 22 ]20221.420.314,514,5

Rund um die Nordsee sind die Preise deutlich niedriger. Im Jahr 2000 wurde von der North Sea Coastal Management Group eine Bestandsaufnahme durchgeführt. [ 23 ]

Nährstoffkosten (in € pro Kubikmeter, Preisniveau 1999)
LandStrandaufspülungUferaufspülung
Vereinigtes Königreich10 - 18
Belgien5-10
Niederlande3,2 - 4,50,9 - 1,5
Deutschland4.4
Dänemark4.22.6

Aus den Niederlanden sind detailliertere Daten verfügbar, siehe unten im Abschnitt über niederländische Fallstudien.

Der Preis für Sandaufspülungen in Gebieten ohne verfügbare Baggerflotte liegt oft in der Größenordnung von 20 bis 30 Euro pro Kubikmeter.

Sturmschadenreduzierung

Breite Strände absorbieren effektiv Energie, was insbesondere in tiefliegenden Gebieten von Bedeutung ist, wo schwere Stürme Bauwerke im Hinterland beschädigen können. Die Wirksamkeit breiter Strände bei der Reduzierung von Gebäudeschäden wurde durch Feldstudien nach Stürmen und durch die Anwendung anerkannter küstenbaulicher Prinzipien nachgewiesen. [ 12 ]

Umweltauswirkungen

Die Strandaufspülung hat erhebliche Auswirkungen auf lokale Ökosysteme. Sie kann zum direkten Tod sessiler Organismen im Zielgebiet führen, indem diese unter dem neuen Sand begraben werden. Der Meeresbodenlebensraum wird sowohl im Herkunfts- als auch im Zielgebiet gestört, beispielsweise durch Ablagerung von Sand auf Korallenriffen oder durch Verfestigung des abgelagerten Sandes. Importierter Sand kann sich in seinen Eigenschaften (chemische Zusammensetzung, Korngröße, nicht-heimische Arten) von dem des Zielgebiets unterscheiden. Die Lichtverfügbarkeit kann reduziert werden, was sich auf nahegelegene Riffe und Unterwasserpflanzen auswirkt . Importierter Sand kann für lokale Arten giftige Stoffe enthalten. Die Entnahme von Material aus küstennahen Gebieten kann die Küstenlinie destabilisieren, unter anderem durch die Versteilung des Unterwasserhangs. Ähnliche Versuche zur Reduzierung zukünftiger Erosion können ein trügerisches Sicherheitsgefühl vermitteln und den Entwicklungsdruck erhöhen. [ 24 ]

Meeresschildkröten

Neu aufgeschütteter Sand kann aushärten und das Nestbauen für Schildkröten erschweren. Die Sandaufspülung kann jedoch mehr und besseren Lebensraum für sie sowie für Seevögel und Strandflora schaffen. Florida begegnete der Befürchtung, dass Baggerrohre Schildkröten in die Pumpen saugen könnten, indem ein spezielles Gitter an den Baggerrohren angebracht wurde. [ 25 ]

Verwendetes Material

Die Auswahl des geeigneten Materials für ein bestimmtes Projekt hängt von den gestalterischen Anforderungen, Umweltfaktoren und Transportkosten ab, wobei sowohl kurz- als auch langfristige Auswirkungen zu berücksichtigen sind. [ 26 ]

Die wichtigste Materialeigenschaft ist die Korngröße des Sediments, die möglichst genau der des natürlichen Materials entsprechen muss. Ein Überschuss an Schluff und Ton (Schlamm) im Vergleich zur natürlichen Trübung im Aufspülungsgebiet schließt einige Materialien aus. Projekte mit nicht übereinstimmenden Korngrößen zeigten vergleichsweise schlechte Ergebnisse. Aufspülsand, der nur geringfügig kleiner als der natürliche Sand ist, kann zu deutlich geringeren Trockenstrandbreiten im Gleichgewicht führen als Sand mit der gleichen oder einer größeren Korngröße wie der natürliche Sand. Die Beurteilung der Materialeignung erfordert eine Sanduntersuchung, die üblicherweise geophysikalische Profile sowie Oberflächen- und Kernproben umfasst. [ 26 ]

Typ Beschreibung Umweltfragen
Off-ShoreDie Lage am offenen Meer macht dies zum schwierigsten Einsatzumfeld. Die Auswirkungen veränderter Wassertiefen auf die Wellenenergie an der Küste müssen berücksichtigt werden. Das Projekt kann mit einem Schifffahrtsprojekt kombiniert werden. Auswirkungen auf Hartböden und wandernde Arten. [ 26 ]
EinlassSand zwischen Molen in einer stabilisierten Meeresbucht. Häufig im Zusammenhang mit der Ausbaggerung von Schifffahrtskanälen und den Ebbe- oder Flutdeltas sowohl natürlicher als auch durch Molen befestigter Meeresbuchten. [ 26 ]
AnlandestrandGenerell ungeeignet aufgrund der Schädigung des Quellstrandes. [ 26 ]
HochlandIm Allgemeinen lassen sich Genehmigungen am einfachsten von landbasierten Quellen erhalten und die Auswirkungen am einfachsten bewerten. Bietet Möglichkeiten zur Minderung. Begrenzte Menge und Qualität wirtschaftlicher Lagerstätten. [ 26 ]Mögliche Sekundärauswirkungen des Bergbaus und des oberirdischen Transports.
FlussPotenziell hohe Qualität und beträchtliche Menge. Transportentfernung als möglicher Kostenfaktor. Kann die natürliche Sandzufuhr an der Küste unterbrechen. [ 26 ]
LaguneOft übermäßig feinkörnig. Häufig in der Nähe von Strandwällen und in geschützten Gewässern, was den Bau erleichtert. Hauptquellen sind Gezeitendeltas. [ 26 ]Kann Feuchtgebiete gefährden.
Künstlich oder nicht einheimischTypischerweise hohe Transport- und Umverteilungskosten. Es wurden einige Laborexperimente zum Recycling von Glasbruch durchgeführt. Aragonit von den Bahamas ist eine mögliche Quelle. [ 26 ]
NotfallAblagerungen in der Nähe von Meeresarmen und lokalen Senken sowie Sand von stabilen Stränden mit ausreichendem Vorkommen. Werden in der Regel nur nach einem Sturm oder wenn keine andere kostengünstige Option besteht, verwendet. Kann mit einem Schifffahrtsprojekt kombiniert werden. [ 26 ]Schaden für die Quellseite. Schlechte Übereinstimmung mit den Zielanforderungen.

Einige Strände wurden mit feinerem Sand als dem ursprünglichen aufgespült . Thermolumineszenzmessungen zeigen, dass Stürme solche Strände deutlich schneller erodieren können. Dies wurde bei einem Strandaufspülungsprojekt in Waikiki, Hawaii , beobachtet . [ 27 ]

Profilernährung

Strandprofilaufspülung bezeichnet Programme, die das gesamte Strandprofil aufschütten. „Profil“ bedeutet hierbei das Gefälle des nicht erodierten Strandes von der Wasseroberfläche ins Meer. Im Rahmen des Strandprofilaufspülungsprogramms an der Gold Coast wurden 75 % des gesamten Sandvolumens unterhalb des Niedrigwasserspiegels aufgebracht. Einige Küstenbehörden führen eine übermäßige Sandaufspülung unterhalb des Wasserspiegels durch ( sogenannte „küstennahe Aufspülung“), um die natürliche Strandfläche im Laufe der Zeit zu vergrößern. Diese Ansätze schützen jedoch nicht dauerhaft durch menschliche Aktivitäten erodierte Strände; daher müssen diese Aktivitäten eingedämmt werden.

Projektauswirkungsmessungen

Vorhersagbarkeit der Leistungsfähigkeit Strandaufspülung

Ernährungsprojekte verfolgen in der Regel physikalische, ökologische und wirtschaftliche Ziele.

Zu den typischen physikalischen Messgrößen gehören die Breite/Höhe des trockenen Strandes, das Sandvolumen nach einem Sturm, die Bewertung der Vermeidung von Sturmschäden und das Wassersandvolumen.

Zu den Umweltmaßnahmen gehören die Verbreitung des Meereslebensraums, die Erfassung seiner Lebensräume und die Bestandszählung.

Zu den wirtschaftlichen Auswirkungen zählen Erholung, Tourismus sowie Hochwasser- und Katastrophenschutz.

Viele Projekte zur Bodenaufspülung werden anhand von Wirtschaftlichkeitsstudien befürwortet, die auf zusätzlichen Touristenausgaben basieren. Dieser Ansatz ist jedoch unbefriedigend. Erstens gibt es keinen Beweis dafür, dass diese Ausgaben tatsächlich zusätzlich sind (sie könnten Ausgaben aus anderen nahegelegenen Gebieten verlagern). Zweitens berücksichtigt die Wirtschaftlichkeitsanalyse nicht die Kosten und Nutzen für alle Wirtschaftssubjekte, wie es die Kosten-Nutzen-Analyse tut. [ 28 ] Die Methoden zur Einbeziehung von Projekten zur Bodenaufspülung in die Kosten der Hochwasserversicherung und der Katastrophenhilfe sind weiterhin umstritten. [ 29 ]

Die Wirksamkeit eines Strandaufspülungsprojekts lässt sich am besten an einer langen, geraden Küstenlinie ohne die Komplikationen durch Meeresarme oder künstliche Bauwerke vorhersagen. Darüber hinaus ist die Vorhersagbarkeit hinsichtlich der Gesamtwirkung, z. B. der durchschnittlichen Küstenlinienveränderung, besser als hinsichtlich der Küstenlinienveränderung an einem bestimmten Ort.

Die Ernährung kann sich auf die Anspruchsberechtigung im US-amerikanischen Nationalen Hochwasserversicherungsprogramm und auf staatliche Katastrophenhilfe auswirken.

Die künstliche Wasserzufuhr kann als unbeabsichtigte Folge die Förderung der Küstenentwicklung nach sich ziehen , wodurch das Risiko anderer Küstengefahren steigt. [ 24 ]

Andere Küstenschutzansätze

Die Sandaufspülung ist nicht die einzige Methode, um erodierenden Stränden entgegenzuwirken. Andere Methoden können einzeln oder in Kombination mit der Sandaufspülung eingesetzt werden, abhängig von wirtschaftlichen, ökologischen und politischen Erwägungen.

Menschliche Aktivitäten wie der Bau von Staudämmen können die natürlichen Sedimentströme beeinträchtigen (und dadurch die Sedimentquellen in Flüssen verringern). Der Bau von Küstenbarrieren wie Molen und die Vertiefung von Meeresarmen können den küstenparallelen Sedimenttransport verhindern.

Hartnäckige Ingenieur- oder Strukturansatz

Der bauliche Ansatz zielt darauf ab, Erosion zu verhindern. Zu den Maßnahmen gehören der Bau von Uferbefestigungen , Mauern , freistehenden Wellenbrechern , Buhnen usw. Parallel zum Ufer verlaufende Bauwerke (Mauern oder Uferbefestigungen) verhindern Erosion . Dies schützt zwar die Bauwerke, aber nicht den Strand außerhalb der Befestigungen. Der Strand verschwindet in der Regel innerhalb von Monaten bis Jahrzehnten.

Buhnen und Wellenbrecher, die senkrecht zur Küste verlaufen, schützen diese vor Erosion. Durch das Auffüllen eines Wellenbrechers mit importiertem Sand kann verhindert werden, dass dieser Sand aus der Küstenströmung (dem entlang der Küste fließenden Meer) zurückhält . Andernfalls könnte der Wellenbrecher den flussabwärts gelegenen Stränden Sand entziehen und dort die Erosion beschleunigen. [ 30 ]

Die Befestigung von Stränden kann den Zugang zum Meer einschränken, die Erosion angrenzender Küstenlinien verstärken und erfordert langfristige Instandhaltung. [ 31 ]

Geführter Rückzug

Bei einem kontrollierten Küstenrückzug werden Gebäude und andere Infrastrukturen landeinwärts verlagert, wenn die Küstenlinie erodiert. Diese Methode wird häufiger in Gebieten mit schneller Erosion und geringer oder veralteter Bebauung angewendet.

Soft-Engineering-Ansätze

Strandentwässerung

Strände wachsen und schrumpfen je nach Gezeiten, Niederschlag, Wind, Wellen und Strömung. Nasse Strände verlieren tendenziell Sand. Wellen dringen leicht in trockene Strände ein und lagern sandiges Sediment ab. Im Allgemeinen ist ein Strand bei Ebbe nass, da das Meer schneller absinkt, als der Strand entwässert. Daher findet die Erosion hauptsächlich bei Ebbe statt. Die Strandentwässerung (Strandwasserabsenkung) mithilfe von Druckausgleichsmodulen (PEMs) ermöglicht eine effektivere Entwässerung des Strandes bei Ebbe. Weniger Stunden mit nassem Strand bedeuten weniger Erosion. Durchlässige PEM-Rohre, die vertikal in den Vorstrand eingeführt werden, verbinden die verschiedenen Grundwasserschichten . Das Grundwasser dringt in das PEM-Rohr ein und wird durch die Schwerkraft zu einer gröberen Sandschicht geleitet, wo es schneller abfließen kann. [ 32 ] Die PEM-Module werden in einer Reihe von der Düne bis zur mittleren Niedrigwasserlinie angeordnet. Der Reihenabstand beträgt typischerweise 91 Meter (300 Fuß), ist aber projektspezifisch. PEM-Systeme sind in verschiedenen Größen erhältlich. Die Module verbinden Schichten mit unterschiedlicher hydraulischer Leitfähigkeit . Luft/Wasser kann eindringen und den Druck ausgleichen.

PEMs (Physical Engineering Membranes) sind minimalinvasiv und bedecken typischerweise nur etwa 0,00005 % des Strandes. Die Rohre liegen unter der Strandoberfläche und sind daher nicht sichtbar. PEM-Anlagen wurden bereits an Stränden in Dänemark, Schweden, Malaysia und Florida installiert. [ 32 ] Die Wirksamkeit der Strandentwässerung konnte an realen Stränden, insbesondere an Sandstränden, nicht überzeugend nachgewiesen werden. [ 33 ] Es hat sich gezeigt, dass Entwässerungssysteme den Grundwasserspiegel deutlich senken, jedoch überwiegen andere morphodynamische Effekte im Allgemeinen die stabilisierende Wirkung der Entwässerung auf feine Sedimente. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] Allerdings wurden auch einige gemischte Ergebnisse zur Akkumulation im oberen Strandbereich in Verbindung mit Erosion im mittleren und unteren Bereich berichtet. [ 38 ] Dies steht im Einklang mit dem aktuellen Kenntnisstand über die Dynamik von Brandungsrückströmen und Grundwassersedimenten, wonach die Auswirkungen von Zu- und Abflüssen durch Sandschichten in der Brandungszone, die mit der Veränderung der Brandungsgrenzschicht und dem relativen Gewicht des Sediments sowie dem Gesamtvolumenverlust der Brandungszunge verbunden sind, im Allgemeinen geringer sind als andere Einflussfaktoren, zumindest bei feinen Sedimenten wie Sand [ 39 ] [ 40 ].

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Durch sachgemäße Konstruktion und Platzierung von Zäunen kann Flugsand aufgefangen, Sanddünen aufgebaut bzw. wiederhergestellt und der Strand nach und nach vor dem Wind und die Küste vor Flugsand geschützt werden.

Dynamische Uferbefestigung

Ein weiterer Ansatz besteht in der Schaffung dynamischer Uferbefestigungen , also eines Damms aus unverfugten, unsortierten Steinen ( Kieselsteinen ). Zwischen den Kieselsteinen verstreute Samen können keimen und diese verankern. Sand sammelt sich an und bildet einen Sandstrand. Lässt man die Steine ​​lose liegen, können sie wandern und sich an einem stabilen Ort absetzen. Zusätzlich kann ein zweiter, etwa einen Meter hoher Damm in der Nähe des höchsten durchschnittlichen Wasserstands die Regeneration beschleunigen. Dieser Ansatz wurde am Washaway Beach in North Cove, Washington, angewendet . Nachdem die Dämme errichtet waren, dehnte sich der Strand innerhalb eines Jahres um etwa 15 Meter aus und wuchs weiter. Projekte in Washington, Kalifornien, Europa und Guam haben Aspekte dieser Techniken übernommen. [ 41 ]

Projekte

Die Lage eines Strandaufspülungsprojekts ist entscheidend für die Planung und die potenzielle Leistungsfähigkeit. Mögliche Standorte sind ein langer, gerader Strand, eine natürliche oder künstlich angelegte Bucht und ein kleiner Strandabschnitt . Felsige oder von Mauern umgebene Küstenlinien, die ansonsten kein Sediment aufweisen, stellen besondere Herausforderungen dar.

Cancun, Mexiko

Hurrikan Wilma traf 2005 die Strände von Cancún und der Riviera Maya. Das erste Projekt zur Sandaufspülung, das 19 Millionen US-Dollar kostete, scheiterte. Daraufhin begann im September 2009 eine zweite Phase, die Anfang 2010 abgeschlossen sein sollte und 70 Millionen US-Dollar kosten sollte. [ 42 ] Die Projektplaner und die Regierung verpflichteten sich, in die Strandpflege zu investieren, um künftiger Erosion entgegenzuwirken. Dabei berücksichtigten sie Faktoren wie die Jahreszeit und die Eigenschaften des Sandes, beispielsweise seine Dichte. Für die Wiederherstellung in Cancún wurden 1,3 Milliarden US-Gallonen (4,9 Millionen Kubikmeter) Sand erwartet, um 450 Meter Küstenlinie aufzuschütten.

Nördliche Goldküste, Queensland, Australien

Die Strände der Gold Coast in Queensland , Australien, waren wiederholt starker Erosion ausgesetzt. 1967 trug eine Serie von elf Zyklonen den Großteil des Sandes von den Stränden der Gold Coast ab. Die Regierung von Queensland beauftragte daraufhin Ingenieure der Technischen Universität Delft in den Niederlanden mit der Beratung. Der Delft-Bericht von 1971 enthielt eine Reihe von Maßnahmen zur Sanierung der Strände der Gold Coast, darunter Strandaufspülungen und die Anlage eines künstlichen Riffs. Bis 2005 waren die meisten Empfehlungen umgesetzt worden.

Die Strategie zum Schutz der Strände an der nördlichen Gold Coast (NGCBPS) war eine Investition von 10 Millionen australischen Dollar. Die Umsetzung der NGCBPS erfolgte zwischen 1992 und 1999, die Arbeiten wurden zwischen 1999 und 2003 abgeschlossen. Das Projekt umfasste das Ausbaggern von 3,5 Millionen Kubikmetern (4,6 Millionen Kubikyard) geeignetem Sand aus dem Gold Coast Broadwater und dessen Transport durch eine Pipeline zur Aufspülung eines 5 Kilometer langen Strandabschnitts zwischen Surfers Paradise und Main Beach . Der neue Sand wurde durch ein künstliches Riff stabilisiert, das in Narrowneck aus riesigen Geotextil- Sandsäcken errichtet wurde. Das neue Riff sollte die Wellenbedingungen zum Surfen verbessern. Ein zentrales Überwachungsprogramm der NGCBPS ist das Küstenkamerasystem ARGUS.

Niederlande

Hintergrund

Mehr als ein Viertel der Niederlande liegt unter dem Meeresspiegel. [ 43 ] Die Nordseeküste (ca. 300 Kilometer) ist durch natürliche Sanddünen vor Überschwemmungen geschützt (nur in den Ästuaren und hinter den vorgelagerten Inseln gibt es keine Dünen). Diese Küste erodiert seit Jahrhunderten; im 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde versucht, die Erosion durch den Bau von Buhnen zu stoppen , was jedoch kostspielig und wenig erfolgreich war. Strandaufspülungen waren erfolgreicher, doch gab es Fragen zur Finanzierung. Im Küstenmemorandum von 1990 beschloss die Regierung nach einer sehr detaillierten Studie, dass die gesamte Erosion entlang der niederländischen Küste durch künstliche Strandaufspülungen ausgeglichen werden soll. [ 44 ]

Die Küstenlinie wird durch jährliche Querschnittsaufnahmen im Abstand von 250 Metern (820 Fuß) engmaschig überwacht , um einen ausreichenden Schutz zu gewährleisten. Bei festgestellter langfristiger Erosion wird der Strand mit Hochleistungs-Saugbaggern aufgespült. 1990 beschloss die niederländische Regierung, die gesamte Küstenerosion grundsätzlich durch Aufspülung auszugleichen. Diese Politik wird weiterhin erfolgreich verfolgt. Alle Kosten werden aus dem Staatshaushalt gedeckt. [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]

In Südholland wurde eine neuartige Strategie zur Strandaufspülung umgesetzt . Dabei wurde eine neue Strandform geschaffen, indem große Mengen Sand aufgeschüttet wurden, in der Erwartung, dass sich der Sand durch natürliche Prozesse verteilen und den Strand über viele Jahre hinweg auffüllen würde (siehe Sand Engine ).

Grundlegende Küstenlinie

Die Küstenlinie in den Niederlanden entspricht der Niedrigwasserlinie von 1990. Diese Linie dient zur Feststellung von Küstenerosion und Küstenwachstum und zur Einleitung notwendiger Maßnahmen. Im Küstenmemorandum [ 44 ] beschloss die niederländische Regierung, die Küstenlinie von 1990 durch Strandaufspülung zu erhalten. Die betreffende Küstenlinie ist die Niedrigwasserlinie. Für die praktische Anwendung erscheint deren Definition nicht eindeutig, weshalb das Memorandum zusätzlich die momentane Küstenlinie (auch momentane Küstenlinie genannt) (MKL) und die Basisküstenlinie (BKL) definiert. Jedes Jahr wird die zu prüfende Küstenlinie (TKL) auf Basis der MKL bestimmt. Droht diese, sich landeinwärts von der BKL auszudehnen, wird eine Sandaufspülung durchgeführt.

Definition der momentanen Küstenlinie

Definition der momentanen Küstenlinie

Das Problem mit der im Küstenmemorandum von 1990 erwähnten Niedrigwasserlinie besteht darin, dass die Höhe des mittleren Niedrigwassers zwar genau definiert ist, ihre horizontale Position jedoch nicht. Siehe die beigefügte Abbildung: Hier schneidet das Strandprofil die Niedrigwasserlinie dreimal. Tatsächlich ist es weniger wichtig, eine Linie beizubehalten, als vielmehr die Sandmenge im aktiven Strandprofil zu erhalten. Zur Bestimmung dieses Volumens werden zwei Höhen herangezogen: der mittlere Niedrigwasserstand (glw) und die Höhe des Dünenfußes (dv). Die Höhe des Dünenfußes wird im Wesentlichen durch den Schnittpunkt des steilen Dünenhangs mit dem trockenen Strand bestimmt. Im Allgemeinen liegt dieser theoretische Dünenfußpunkt etwas unterhalb des Sandes. Es ist sehr aufwendig, die Höhe des Dünenfußes jedes Jahr neu zu definieren. Einige Behörden legen die Dünenfußlinie daher als eine bestimmte Höhenlinie fest, auf der der Dünenfuß üblicherweise liegt. In relativ unveränderlichen Küstenabschnitten ist dies ein akzeptabler Ansatz. Die Methode zur Bestimmung des MKL ist so beschaffen, dass sie relativ unempfindlich gegenüber der genauen Wahl des Wertes von dv ist. Die Lage des Dünenfußes wird somit durch die Höhe über dem nationalen Bezugspunkt (NAP, ungefähr mittlerer Meeresspiegel) und den Abstand dieser Höhenlinie zur administrativen Küstenlinie (Xdv) bestimmt. Diese administrative Linie hat keine physikalische Bedeutung, sondern dient lediglich als Grundlage für die Vermessungsarbeiten.

Das Rezept zur Berechnung der Position des MKL lautet: [ 48 ]

  • Bestimmen Sie die Lage des Dünenfußes
  • Die Höhe des mittleren Niedrigwassers (glw) wird bestimmt
  • Die Höhe h des Dünenfußes über dem mittleren Niedrigwasserstand wird berechnet
  • Das Sandvolumen A wird berechnet; A ist das Volumen des Sandes seewärts des Dünenfußes und oberhalb des Niveaus (glw-h).
  • Die Position der momentanen Küstenlinie (SKL) wird in Bezug auf die nationale Strandpfahllinie wie folgt definiert: (A/2h) - Xdv

Hintergrund dieser Methode ist, dass die Dicke der zu entnehmenden Sandschicht von der Wellenhöhe abhängt; diese ist jedoch unbekannt. Da aber auch die Höhe des Dünenfußes von der Wellenhöhe abhängt, repräsentiert der Wert h den Einfluss von Gezeiten und Wellen gut. Zur Bestimmung der Strandprofile werden entlang der Küste sogenannte JarKus-Profile gemessen. Diese Profile verlaufen in Abständen von etwa 250 Metern und werden jährlich von rund 800 Metern Meerestiefe bis kurz hinter die Dünen vermessen. Diese Messungen liegen ab 1965 für die gesamte Küste vor. Aus der Zeit ab etwa 1850 existieren stellenweise auch Profilvermessungen, die jedoch oft leicht gegenüber den JarKus-Vermessungen verschoben sind und daher schwieriger auszuwerten sind. Bei Buhnen wird die Vermessung genau in der Mitte zwischen den Buhnen durchgeführt.

Die Basic Coastline (BKL)

Bestimmung der grundlegenden Küstenlinie

Die Basisküstenlinie (BKL) ist per Definition die Küstenlinie vom 1. Januar 1990. Da jedoch an diesem Datum keine Messungen exakt durchgeführt wurden und die Messwerte zudem stets Schwankungen unterliegen, wird die BKL anhand der Strandmessungen der rund zehn Jahre vor 1990 und der Bestimmung der mittleren Küstenlinie (MKL) für jedes dieser Jahre ermittelt. Diese Werte werden in einem Diagramm dargestellt und eine Regressionsgerade ermittelt. Der Schnittpunkt dieser Regressionsgeraden mit dem Datum 1.1.1990 markiert die Basisküstenlinie (BKL). Prinzipiell ist die Lage der BKL unveränderlich. In Ausnahmefällen, etwa bei erheblichen Küstenveränderungen durch Baumaßnahmen, kann eine Verschiebung der BKL beschlossen werden. Diese basiert nicht auf einer technischen oder morphologischen Berechnung, sondern auf einer politischen Entscheidung. Ein Beispiel hierfür ist der Hondsbossche Zeewering, ein Seedeich nahe Petten , dessen BKL sich ursprünglich am Deichfuß befand. Durch den Bau einer neuen künstlichen Düne vor diesem Deich (der Hondsbossche Duinen) wurde ein Dünenstück hinzugefügt, das erhalten werden soll. Dadurch hat sich der BKL seewärts verlagert.

Die zu testende Küstenlinie (TKL)

Die Nutzung der Küstenlinie soll getestet werden

Im Rahmen der Küstenpolitik wird jährlich geprüft, ob in einem bestimmten Küstenabschnitt eine Küstenaufspülung erforderlich ist. Dazu wird die zu prüfende Küstenlinie (TKL) vor dem Stichtag ermittelt. Die Bestimmung erfolgt analog zur BKL, nämlich durch eine Regressionsanalyse der MKL-Werte der Vorjahre. Siehe beigefügte Grafik. In diesem Beispiel wurde 1990 eine Küstenaufspülung durchgeführt, wodurch sich die MKL weit seewärts verlagerte. Die Anzahl der Jahre, über die die Regressionsanalyse durchgeführt werden kann, ist daher begrenzt. Stehen zu wenige Jahre zur Verfügung, wird üblicherweise eine Regressionsgerade parallel zur vorherigen Regressionsgeraden verwendet (daher wird angenommen, dass die Erosion vor und nach der Küstenaufspülung annähernd gleich ist). Im Übrigen ist das erste Jahr nach der Küstenaufspülung aufgrund von Anpassungseffekten oft überdurchschnittlich. In diesem Fall scheint der TKL für 1995 noch gerade noch ausreichend, für 1996 jedoch nicht mehr. Prinzipiell wäre an dieser Stelle im Laufe des Jahres 1995 eine Ergänzung erforderlich. Die Entscheidung zur Ergänzung hängt nun nicht mehr von einer einzelnen Überschreitung des BKL ab, sondern nur noch davon, ob mehrere Profile negativ zu werden drohen. Zur Beurteilung dieser Situation veröffentlicht Rijkswaterstaat jährlich Küstenkarten. [ 49 ] Diese Karten zeigen mit einem dunkelgrünen oder hellgrünen Block an, ob die Küste wächst oder erodiert. Ein roter Block bedeutet, dass der TKL an dieser Stelle den BKL überschritten hat und Handlungsbedarf besteht. Eine rot schraffierte Markierung bedeutet, dass der TKL zwar den BKL überschritten hat, dieser Küstenabschnitt aber eine Tendenz zum Küstenanbau aufweist, sodass keine dringenden Maßnahmen erforderlich sind.

Strandaufspülungsdesign

Eine Strandaufspülung zur Verbreiterung des Strandes und zur Erhaltung der Küstenlinie kann mithilfe mathematischer Berechnungsmodelle oder auf Basis von Strandmessungen geplant werden. In den Niederlanden, Belgien und Deutschland basiert die Planung von Aufspülungen hauptsächlich auf Messungen, während andernorts überwiegend mathematische Modelle zum Einsatz kommen. Eine Planung von Küstenschutzmaßnahmen und Strandverbreiterungen lässt sich durch Messdaten deutlich zuverlässiger gestalten, sofern diese vorliegen. Sind keine aussagekräftigen, langfristigen Messreihen des Strandprofils vorhanden, muss die Planung mithilfe von Berechnungsmodellen erfolgen. In den Niederlanden wird die Küste seit Jahren jährlich vermessen (JarKus-Messungen). Daher wird dort für die Planung von Erosionsschutzmaßnahmen die sehr zuverlässige, auf Messungen basierende Methode angewendet.

Verwendung von Messwerten für die Ernährungsplanung

Um die Küstenerosion auszugleichen, ist die Auslegung einer Sandaufspülung im Prinzip sehr einfach: Jedes Jahr wird die gleiche Menge Sand aufgeschüttet, da die Erosion jährlich abnimmt. Voraussetzung dafür ist, dass sich das Wellenklima und die Küstenlinie nicht wesentlich verändern. Bei den meisten Aufspülungen trifft diese Annahme zu. Bei erheblichen Veränderungen der Küstenlinie ist diese Methode jedoch nicht immer anwendbar (z. B. bei der Auslegung der Sandaufspülanlage). In der Praxis muss die Länge der Aufspülung das 20- bis 40-fache ihrer Breite betragen, um diese Methode anwenden zu können.

Kurz gesagt, besteht die Methode aus folgenden Schritten: [ 50 ]

  1. Stellen Sie sicher, dass genügend Messprofile vorhanden sind (mindestens 10 Jahre).
  2. Anhand dieser Profile lässt sich der jährliche Sandverlust (in m³/Jahr) für einen Küstenabschnitt berechnen.
  3. Multiplizieren Sie diesen Betrag mit einer angemessenen Lebensdauer (z. B. 5 Jahre).
  4. Einen Verlustfaktor (ca. 40 %) hinzufügen.
  5. Platzieren Sie diese Sandmenge irgendwo am Strand zwischen der Niedrigwasserlinie und dem Dünenfuß.

Um die Sandmenge im Profil zu bestimmen, kann dieselbe Methode wie für die grundlegende Küstenlinie verwendet werden. Da die momentane Küstenlinie über die erforderlichen Jahre gemessen wurde und somit deren Rückgang dokumentiert ist, lässt sich der Sandverlust relativ einfach ermitteln. Angenommen, der Rückgang der Küstenlinie beträgt 5 m/Jahr, dann beträgt der jährliche Sandverlust 5 * (2h) m³ pro Jahr und laufendem Meter Küstenlinie. Hierbei ist 2h die Höhe des aktiven Strandprofils. An der niederländischen Küste liegt h in der Nähe von Hoek van Holland in der Größenordnung von 4 m, sodass die Erosion im obigen Beispiel 40 m³ pro Jahr und laufendem Meter Küste betragen würde. Für eine 4 km lange Strandaufspülung mit einer Lebensdauer von 5 Jahren ergibt sich demnach ein Wert von 40 * 4000 * 5 = 80.000 m³. Da unmittelbar nach der Aufspülung zusätzlicher Sandverlust auftritt, sollte man mit 1,4 * 80.000 = 112.000 m³ rechnen. Dies entspricht einer seewärts gerichteten Verschiebung von 1,4 * 5 * 5 = 35 m.

Entwurfsmethode für Strandaufspülung

In der Praxis der Strandaufspülung (seit 1990) hat sich diese Methode bewährt. Analysen von Aufspülungen in Norddeutschland bestätigen ihre Zuverlässigkeit. Voraussetzung ist, dass die Korngröße des Aufspülsandes der des ursprünglichen Strandsandes entspricht. Ist dies nicht der Fall, muss die Korngröße angepasst werden. Bei feinerem Sand im Aufspülbereich muss das Aufspülvolumen erhöht werden. [ 51 ]

Nutzung mathematischer Modelle für die Ernährungsplanung

Einlinienmodell

Erosion einer kurzen rechteckigen Nahrungsquelle

Für relativ breite und kurze Sandaufspülungen (wie z. B. durch einen Sandmotor) kann ein Einlinienmodell verwendet werden. In diesem Modell wird die Küste durch eine einzelne Linie (z. B. die momentane Küstenlinie) und ein konstantes Profil entlang der gesamten Küstenlinie dargestellt. Für jedes Profil ist die Küstenorientierung vorgegeben, und der Sandtransport wird anhand der durch die Brandung verursachten Strömung berechnet. Ist der Sandtransport in Profil 1 größer als in Profil 2, kommt es zwischen Profil 1 und 2 zu Sedimentation (Details zum Modell siehe [ 52 ] [ 53 ]) . Durch die Sedimentation ändert sich die Küstenorientierung und damit auch der Sandtransport. Dies ermöglicht die Berechnung der Küstenlinienänderung. Ein klassisches Beispiel ist die Berechnung einer relativ kurzen und breiten Sandaufspülung mit geraden Wellen. Das Einlinienmodell kann die zeitliche Entwicklung einer solchen Sandaufspülung sehr gut vorhersagen. Das Unibest-Berechnungsmodell von Deltares ist ein Beispiel für ein Einlinienmodell.

Feldmodelle

In stark zweidimensionalen Situationen, z. B. an einer Gezeitenmündung oder einer Ästuarmündung, oder wenn die Sandaufspülung selbst einen stark zweidimensionalen Charakter aufweist (wie beim Sand Engine), ist ein Ansatz mit Profilmessungen nicht möglich. Ein einliniges Modell ist oft ungeeignet. In diesen Fällen wird ein zweidimensionales Sandtransportmodell erstellt (üblicherweise mit Modellen wie Delft3D von Deltares in den Niederlanden oder Mike 21 von DHI in Dänemark). In einem solchen Modell wird der Meeresboden des Gebiets als Tiefenkarte eingeführt. Anschließend werden die Gezeitenströmung und die Wellendurchdringung berechnet. Danach wird der Sandtransport an jedem Gitterpunkt berechnet, und aus der Differenz des Sandtransports zwischen den verschiedenen Gitterpunkten werden Sedimentation und Erosion in allen Feldern berechnet. Anschließend kann beurteilt werden, ob sich eine Sandaufspülung wie beabsichtigt verhält. [ 54 ]

Das Problem bei diesem Modelltyp besteht darin, dass die Ergebnisse (abgesehen von den relativ langen Rechenzeiten) sehr empfindlich auf Ungenauigkeiten in den Eingangsdaten reagieren. Beispielsweise müssen am Modellrand die Wasserstände und Durchflussraten korrekt eingegeben und die Wellenbedingungen genau bekannt sein. Auch Variationen in der Sandzusammensetzung (Korngröße) haben einen großen Einfluss. [ 55 ]

Kanalwandnährung

An einigen Stellen der niederländischen Küste verlaufen Gezeitenkanäle sehr nah am Strand. Ab etwa 1990 wurden diese Strände auch auf klassische Weise künstlich aufgespült. Das Problem bestand jedoch darin, dass die Strände nur schmal sind. Dadurch ist die Menge des aufzuschüttenden Sandes begrenzt, was die Wirkungsdauer der Aufspülung verkürzt. Es zeigte sich, dass es in solchen Fällen effektiver ist, die landseitige Wand des Kanals aufzuspülen und teilweise Sand von der seeseitigen Seite des Kanals als Entnahmestelle zu nutzen. Dies führt faktisch zu einer Verlagerung des Gezeitenkanals weiter von der Küste weg [ 56 ] (Kapitel 4).

Uferaufspülungen

Küstenaufspülungen in den Niederlanden im Zeitraum 1990-2020

Anstatt den Strand direkt aufzuschütten, kann auch der Vorstrand (Unterwasserufer) aufgespült werden. Der Vorteil dieser Methode liegt in den geringeren Kosten und den fehlenden direkten Auswirkungen auf die Strandnutzung. Der Sand wird dann mit der Zeit durch die Wellen aus tieferem Wasser an die Küste transportiert. Die Berechnung einer Vorstrandaufspülung erfolgt analog zur Strandaufspülung, jedoch gestaltet sich die Verwendung von Messdaten mit Strandprofilen schwieriger, da bei einer Vorstrandaufspülung keine neue Strandlinie entsteht. Daher wird in solchen Fällen üblicherweise ein Linienmodell oder ein Feldmodell verwendet. [ 57 ]

Im Zeitraum von 1990 bis 2020 wurden insgesamt 236 Millionen Kubikmeter Material aufgespült, hauptsächlich zur Strandaufspülung. Nach 2004 lag der Schwerpunkt jedoch stärker auf der Aufspülung des Vorstrandbereichs. [ 56 ]

Im Jahr 2006 wurden die Kosten einiger Nahrungsmittel detailliert analysiert. Dies führte zu Folgendem:

Typ Standort Kosten (Millionen €) Volumen (Millionen m³) Kosten (€/m³)
FTexel1,931,721.12
BTexel3,561.163.05
FCallantsoog2,441,901.29
FKatwijk2.141.211,77
FWassenaar1,390,921,51
BWalcheren5,811,643.51
B+FAmeland7,502,882,61

F = Vorstrand, B = Strandaufspülung, B+F = Kombination; Preisniveau 2006, ohne MwSt. [ 58 ]

Hawaii

Waikiki

Hawaii plante 2010 die Aufspülung des Waikiki- Strandes. Das mit 2,5 Millionen US-Dollar veranschlagte Projekt umfasste eine Länge von 520 Metern (1.700 Fuß) und sollte den Strand auf seine Breite von 1985 zurückbringen. Frühere Gegner unterstützten das Projekt, da der Sand von nahegelegenen Sandbänken stammen sollte . Dadurch würde ein blockierter Kanal wieder geöffnet, das lokale Sandvolumen bliebe unverändert, und der „neue“ Sand würde dem vorhandenen Material möglichst genau angepasst. Geplant war, bis zu 18.000 Kubikmeter (24.000 Kubikyard ) Sand aus Vorkommen in 460 bis 910 Metern (1.500 bis 3.000 Fuß) Entfernung vom Meer und einer Tiefe von 3 bis 6,1 Metern (10 bis 20 Fuß) aufzuschütten. Das Projekt war umfangreicher als die vorherige Recyclingmaßnahme von 2006/07, bei der 7.600 Kubikmeter (10.000 Kubikyard) Sand bewegt wurden . [ 59 ]

Maui

Maui, Hawaii, verdeutlichte die Komplexität selbst kleinerer Sandaufspülungsprojekte. Bei einem Projekt in Sugar Cove wurde Sand vom Hinterland an den Strand transportiert. Dieser Sand war angeblich feiner als der ursprüngliche Sand und enthielt überschüssigen Schlick, der Korallen umhüllte, sie erstickte und die darin und in der Umgebung lebenden Kleintiere tötete. Wie bei anderen Projekten war die Verfügbarkeit von Sand an Land begrenzt, sodass man teurere Quellen im Meer in Betracht ziehen musste. [ 60 ]

Ein zweites Projekt entlang der Stable Road, das die Erosion eher verlangsamen als stoppen sollte, wurde nach der Hälfte der geplanten 10.000 Kubikmeter (7.600 m³) Sandaufschüttung abgebrochen . Die Strände waren seit einem halben Jahrhundert vergleichsweise schnell zurückgegangen. Die Renaturierung wurde durch alte Mauern, Buhnen, Steinhaufen und andere Bauwerke erschwert. [ 60 ]

Bei diesem Projekt wurden mit Sand gefüllte Geotextilschläuche als Buhnen eingesetzt, die ursprünglich bis zu drei Jahre lang im Einsatz bleiben sollten. Ein Rohr sollte Sand aus tieferem Wasser zum Strand transportieren. Das Rohr war mit Betonblöcken verankert, die mit Faserbändern befestigt waren. Ein Video zeigte, wie die Blöcke in der Strömung gegen die Korallen prallten und alles, was sie berührten, abtöteten. Stellenweise rissen die Bänder, wodurch sich das Rohr über das Riff bewegen und es „abschleifen“ konnte. Schlechtes Wetter verstärkte die schädliche Bewegung und führte zum Abbruch des Projekts. [ 61 ] Die glatten, zylindrischen Geotextilschläuche waren, bevor sie mit Sand bedeckt waren, schwer zu überklettern. [ 60 ]

Befürworter argumentierten, die saisonale Sommererosion im Jahr 2010 sei geringer gewesen als in den Vorjahren, obwohl der Strand nach Abschluss der Renaturierungsmaßnahmen schmaler war als 2008. Die Behörden prüften, ob die Buhnen im Rahmen des Projekts umgehend entfernt werden müssten. Zu den möglichen Alternativen zu Geotextilschläuchen für den Sandtransport zählten schwimmende Bagger und/oder der Transport von vor der Küste gebaggertem Sand per Lkw. [ 60 ]

Ein letzter Aspekt war der Anstieg des Meeresspiegels und die Tatsache, dass Maui unter seinem eigenen Gewicht absank. Sowohl Maui als auch Hawaii Island sind von massiven Bergen ( Haleakala , Mauna Loa und Mauna Kea ) umgeben, die eine riesige Vertiefung im Meeresboden verursachten , etwa 9.100 Meter unterhalb der Berggipfel. [ 60 ]

Die Outer Banks vor der Küste von North Carolina und dem südöstlichen Virginia umfassen mehrere Ortschaften. Fünf der sechs Ortschaften haben seit 2011 Strandaufspülungen durchgeführt. Die Projekte waren folgende:

Duck, North Carolina : Die Strandaufspülung fand 2017 statt und kostete schätzungsweise 14.057.929 US-Dollar. [ 62 ]

Southern Shores, North Carolina – Die geschätzten Kosten für das Projekt Southern Shores beliefen sich auf ca. 950.000 US-Dollar [ 63 ] und es wurde 2017 abgeschlossen. Für 2022 ist ein weiteres Projekt zur Verbreiterung der Strände geplant, dessen Kosten auf 9 bis 13,5 Millionen US-Dollar geschätzt werden. [ 64 ]

Kitty Hawk, North Carolina – Das Strandaufspülungsprojekt in Kitty Hawk wurde 2017 abgeschlossen und umfasste 3,58 Meilen Strandabschnitt von Southern Shores bis Kitty Hawk. Die Kosten beliefen sich auf 18,2 Millionen US-Dollar. [ 65 ]

Kill Devil Hills, North Carolina – das Strandaufspülungsprojekt wurde 2017 abgeschlossen.

Nags Head, North Carolina – Das erste Strandaufspülungsprojekt der Stadt fand 2011 statt und kostete zwischen 36 und 37 Millionen US-Dollar. [ 66 ] Das erneute Aufspülungsprojekt im Jahr 2019 kostete schätzungsweise 25.546.711 US-Dollar. [ 67 ]

Anstehende Projekte – die Städte Duck, Southern Shores, Kitty Hawk und Kill Devil Hills haben einen Vertrag mit Coastal Protection Engineering für vorläufige Aufspülungsprojekte abgeschlossen, die für 2022 geplant sind.

Vereinigte Staaten

Florida – Im Februar 2008 wurden am Hillsboro Beach 90 Druckausgleichsmodule (PEMs) installiert . Nach 18 Monaten hatte sich der Strand deutlich ausgedehnt. Die meisten PEMs wurden 2011 wieder entfernt. Das Strandvolumen wuchs innerhalb von drei Jahren um 38.500 Kubikmeter, verglichen mit einem durchschnittlichen jährlichen Verlust von 21.000 Kubikmetern. [ 68 ]

New Jersey – Über Jahrzehnte hinweg hat das US Army Corps of Engineers Millionen Kubikmeter Sandaufschüttung entlang der Küste von New Jersey aufgebracht . [ 69 ] Die Kosten für das Projekt werden vom Army Corps of Engineers, dem Bundesstaat und den Kommunen geteilt. [ 69 ] Obwohl New Jerseys Küstenlinie nur 1 % der US-Küstenlinie ausmacht, wurden von 1922 bis 2022 mehr als 2,6 Milliarden US-Dollar für Strandaufschüttungsprojekte im Bundesstaat ausgegeben – etwa 20 % der gesamten nationalen Ausgaben für Strandaufschüttung. [ 69 ] Die Ausbaggerungs- und Aufschüttungsmaßnahmen begannen 1989. [ 70 ] Als Begründungen für die in New Jersey umstrittenen Projekte wurden unter anderem Hochwasserschutz , die Verhinderung von Schäden an Häusern am Wasser und der Schutz des Sommertourismus an der Küste [ 69 ] sowie der öffentliche Zugang zu den Stränden angeführt. [ 71 ] Kritiker wie der Sierra Club und die Surfrider Foundation argumentieren, dass die Strandaufspülung im Bundesstaat verschwenderisch sei, da der Sand oft schnell weggespült werde. Sie plädieren für alternative Maßnahmen zur Milderung der Auswirkungen des Klimawandels , von Sturmfluten und des steigenden Meeresspiegels und behaupten, die Aufspülung sei faktisch eine Subvention für wohlhabende Hausbesitzer. [ 69 ] [ 71 ]

Hongkong

Der Strand an der Gold Coast wurde in den 1990er Jahren für 60 Millionen HK$ als künstlicher Strand angelegt. Um den Strand nutzbar zu halten, wird regelmäßig Sand aufgeschüttet, insbesondere nach Taifunen. [ 72 ]

Siehe auch

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