Lukobran

Lukobran je hidrotehnička građevina u moru koja se gradi da zaštiti luku, sidrište ili marinu od morskih talasa.

Lukobran u velškoj luci Beri.

Karakteristike

Lukobrani predstavljaju zapravo nasip od kamena ili od betonskih blokova, koji se najčešće grade tako da sa unutrašnje, lučke strane izgledaju i opremaju se kao gatovi, pa uz njih mogu pristajati brodovi i iskrcavati teret.

Nasip sličan lukobranu podignut ispred luke ili obale, ali potpuno odvojen od nje, zove se talasobran.

Lukobrani se često grade i zato da preseku snažnu morsku struju i tako spreče eroziju plaža. Međutim dugoročno gledano procesi erozije i sedimentacije ne mogu se efikasno prevladati delovanjem na morske struje i taloženje sedimenata, jer će taloženje sedimenata na jednom mestu biti kompenzovano erozijom na drugom mestu. Ovaj fenomen događa se bez obzira na to da li je podignut jedan ili čitava serija lukobrana.

Tipovi

Tipovi lukobrana obuhvataju vertikalni zidni lukobran, nasipni lukobran i nasip sa nadgradnjom ili kompozitni lukobran.

Lukobran u Trzesaču, Poljska

Lom

Lukobrani od ruševina koriste strukturne praznine da bi raspršili energiju talasa. Lukobrani od ruševina sastoje se od gomila kamenja manje ili više sortiranog prema jediničnoj težini: manjeg kamenja za jezgro i većeg kamenja kao oklopnog sloja koji štiti jezgro od udara talasa. Kamene ili betonske oklopne jedinice na spoljašnjoj strani konstrukcije apsorbuju većinu energije, dok šljunak ili pesak sprečavaju da energija talasa prolazi kroz jezgro lukobrana. Nagibi oplate su obično između 1:1 i 1:2, u zavisnosti od materijala koji se koristi. U plitkoj vodi, obložni lukobrani su obično relativno jeftini. Kako se dubina vode povećava, potrebe za materijalom — a samim tim i troškovi — značajno rastu.

Lukobranske oklopne jedinice

Kako projektovane visine talasa postaju sve veće, ruševinskim humkama lukobranima su potrebne sve veće oklopne jedinice da bi se oduprle silama talasa. Ove oklopne jedinice mogu biti formirane od betona ili prirodnog kamena. Najveća standardna ocena za kamene oklopne jedinice data u CIRIA 683 „Priručnik za stene“ je 10–15 tona. Mogu biti dostupni veći stepenovi, ali je krajnja veličina ograničena u praksi prirodnim svojstvima loma lokalno dostupne stene.

3D simulacija talasnog kretanja u blizini morskog zida. MEDUS (2011) Odsek za pomorsko inženjerstvo Univerziteta u Salernu.

Slično kretanje talasa duž morskog zida na lukobranu Visbi u Švedskoj

Nenamerne posledice

Lukobrani su podložni oštećenjima i prelivanju u teškim olujama. Neki takođe mogu imati efekat stvaranja jedinstvenih vrsta talasa koji privlače surfere, kao što je Vedž na lukobranu Njuport.

Efekti sedimenta

Rasipanje energije i relativno mirna voda stvorena u zavetrini lukobrana često podstiču nakupljanje sedimenta (u zavisnosti od dizajna šeme lukobrana). Međutim, ovo može dovesti do prekomernog nagomilavanja, što dovodi do formiranja tombola, što smanjuje dubinsko zanošenje prema obali lukobrana. Ovo zadržavanje sedimenta može izazvati štetne efekte spuštanja lukobrana, što dovodi do izgladnjivanja sedimenta na plaži i povećanje erozije obale. Ovo zatim može dovesti do toga da je potrebna dalja inženjerska zaštita u toku razvoja lukobrana. Akumulacija sedimenta u oblastima oko lukobrana može prouzrokovati ravne površine sa smanjenim dubinama, što menja topografski pejzaž morskog dna.

Istaknute formacije kao rezultat lukobrana su funkcija udaljenosti lukobrana od obale, pravca u kojem talas udara u lukobran i ugla pod kojim se lukobran gradi (u odnosu na obalu). Od ova tri, ugao pod kojim je izgrađen lukobran je najvažniji u projektovanom formiranju isturenih delova. Ugao pod kojim je izgrađen lukobran određuje novi pravac talasa (nakon što udare u lukobrane), a zauzvrat i pravac u kojem će sediment teći i akumulirati se tokom vremena.

Efekti na životnu sredinu

Smanjena heterogenost pejzaža morskog dna koju unose lukobrani može dovesti do smanjenog obilja vrsta i raznolikosti u okolnim ekosistemima. Kao rezultat smanjene heterogenosti i smanjenih dubina koje lukobrani proizvode zbog nakupljanja sedimenta, povećavaju se izloženost UV zračenju i temperatura okolnih voda, što može poremetiti okolne ekosisteme.

Tri od četiri lukobrana koji formiraju luku Portland, Velika Britanija

Osam priobalskih lukobrana u Elmeru, Velika Britanija

Poput neka vrsta ekološki prihvatljivog lukobrana, šipovski lukobrani nisu štetni za morski divlji svet zbog zauzimanja male površine.

Subvencija živih lukobrana: Totenvile, Njujork

Živi lukobrani su strategija vredna 67 miliona dolara koja ima za cilj da pomogne priobalskom naselju zvanom Totenvil, u jugozapadnom delu Njujorka, da preživi porast nivoa mora i olujne udare izazvane klimatskim promenama. Strategija povezuje vodenu pejzažnu arhitekturu, naučno obrazovanje, sakupljanje otpada i stambenu politiku na obali kroz implementaciju 13.000 stopa dugog lukobrana sa kolonijama ostriga uvedenim duž njega. Svaka ostriga je sposobna da filtrira 50 galona vode dnevno, uklanjajući sve zagađivače i toksine čime se stvara čistija luka. Reproduktivne kolonije školjkaša privlači mnoge morske vrste, podstičući značajan rast ekosistema. Pit Malinovski, iz projekta Milijardu ostriga, navodi da od miliona mrijesta kamenica koje postanu bebe, jedva da ijedna preživi zbog nedostatka površina na kojima bi se smestile. Stoga implementacija grebena povećava verovatnoću opstanka ostriga. Ovaj koncept upotrebe ostriga za borbu protiv klimatskih promena u priobalskim gradovima, „tekture ostriga“, uveden je od strane pejzažnog arhitekte Kejt Orf 2010. godine. Orf i njen tim stvorili su meku infrastrukturu napravljenu od rasplinutog užeta koji omogućava sadnju ostriga duž niza tačaka luke. Živi lukobran je dobio finansijsku potporu pod nazivom Obnova prema dizajnu 2014. godine, a implementirao ga je Ured guvernera države Njujork za oporavak od oluja. Ova subvencija dodatno uključuje obalsku izzgradnju, „vodeno čvorište, za smeštaj aktivnosti zajednice u blizini lukobrana. Istovremeno, Njujorki uspon, državni proces građanske obnove, upario je ovu inicijativu sa federalnim finansiranjem sa projektom Totenvilska dina i zasadi obalskih dina. Lukobrani ojačavaju vegetativni sistem dina, pružajući zaštitu zajednici na plaži u Totenvilu ublažavanjem erozije plaža. Pored toga, očekuje se severna i istočna ekspanzija živih lukobrana duž Stejten Ajlenda kod Lemon Krika i Grejt Kilsa. Kao rezultat toga, živi lukobran pruža obrazovne mogućnosti za mlade iz Totenvila i ukupan ekonomski rast grada.

Galerija slika

• 
  Lukobrani Espo, Finska
• 
  Lukobrani Nuklearne elektrane Fukušima
• 
  Lukobran na ostrvu Men
• 
  Lukobrani na plažama u Madeiri
• 
  Lukobrani japanske luke Ovase.

Literatura

• USACE (1984) – Shore protection manual (Volume I and II)
• N.W.H. Allsop (2002) – Breakwaters, coastal structures and coastlines.
• Shipman, Brian; Stojanovic, Tim (2007), „Facts, Fictions, and Failures of Integrated Coastal Zone Management in Europe”, Coastal Management, 35 (2–3): 375—398, S2CID 153826622, doi:10.1080/08920750601169659 
• „India builds tsunami barrier”. News 24. 14. 1. 2005. Pristupljeno 29. 3. 2011. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• „Design of a tsunami barrier to The North of Penang Island”. Universiti Teknologi Malaysia Institutional Repository. 25. 11. 2010. Arhivirano iz originala 12. 11. 2017. g. Pristupljeno 29. 3. 2011. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• „GeoResources - Geography website”. Arhivirano iz originala 2012-08-01. g. Pristupljeno 2011-04-30. 
• Carter, Bill (1989). Coastal environments: an introduction to the physical, ecological, and cultural systems of coastlines. Boston: Academic Press. str. 50. ISBN 0-12-161856-0. 
• Matzner, Richard A. (2001). Dictionary of geophysics, astrophysics, and astronomy (PDF). Boca Raton: CRC Press. str. 81. Bibcode:2001dgaa.book.....M. ISBN 0-8493-2891-8. Arhivirano iz originala (PDF) 2007-07-22. g. 
• Beer, Tom (1997). Environmental oceanography. Boca Raton: CRC Press. str. 44. ISBN 0-8493-8425-7. „... the reflected wave energy interacted with the incoming waves to produce standing waves known as clapotis, which promote erosion at the toe of the wall.” 
• Milligan J, O'riordan T (2007). „Governance for Sustainable Coastal Futures”. Coastal Management. 35 (4): 499—509. S2CID 154733601. doi:10.1080/08920750701525800. 
• Cazenave, Anny (2014). „Sea level rise and its coastal impacts”. Earth's Future. 2 (2): 15—34. Bibcode:2014EaFut...2...15C. doi:10.1002/2013EF000188 . 
• Sawyer, Alexandra C.; Toft, Jason D.; Cordell, Jeffery R. (2020). „Seawall as salmon habitat: Eco-engineering improves the distribution and foraging of juvenile Pacific salmon”. Ecological Engineering (na jeziku: engleski). 151: 105856. doi:10.1016/j.ecoleng.2020.105856. <
• Sedano, F.; Navarro-Barranco, C.; Guerra-García, J.M.; Espinosa, F. (2020). „Understanding the effects of coastal defence structures on marine biota: The role of substrate composition and roughness in structuring sessile, macro- and meiofaunal communities”. Marine Pollution Bulletin (na jeziku: engleski). 157: 111334. PMID 32658698. doi:10.1016/j.marpolbul.2020.111334. 
• Steele, Richard M. (1985). The Stanley Park Explorer. Vancouver: Whitecap Books. str. 23—24. 

Spoljašnje veze

• Lukobrani Albatros marine Novi Sad (jezik: srpski)
• Lukobran (jezik: engleski)
• USGS Oblique Aerial Photography — Coastal Erosion from El-Niño Winter Storms October, 1997 & April, 1998
• Channel Coastal Observatory — Breakwaters Gallery
• Shapes of breakwater armour units and year of their introduction
• SeaBull Marine, Inc. — Shoreline Erosion Reversal Systems
• WaveBrake – Wave attenuation specialists
• IAS Breakwater in Facebook