Nasip

Nasip je uzdignuti pojas nasute zemlje koji služni kao odbrana od poplava, odrona zemljišta i drugih nepogoda. Najčešće se gradi paralelno u odnosu na rečni tok.

Komponente nasipa:

1. Dizajn visokog nivoa vode (HWL)
2. Kanal niske vode
3. Poplavni kanal
4. Padina uz reku
5. Staza na padini uz reku
6. Kruna nasipa
7. Suprotna padina
8. Staza na suprotnoj padini
9. Berma
10. Niskovodena obloga
11. Zemljište uz reku
12. Obalski nasip
13. Zaštićena nizija
14. Rečna zona

Nasip u Sakramentu

Nasip se izgrađuje nasipavanjem, ravnanjem i zbijanjem zemljanog materijala u horizontalnim slojevima po punoj širini, a debljina slojeva zavisi od vrste materijala i namene nasipa.

Istorija

Prve vrste nasipa izgrađene su 3000 godina p. n. e. na području Egipta u dolini reke Nil. Takođe, i stanovnici Mesopotamije kao i stanovnici Antičke Kine bili su upoznati s ovim načinom zaštite.

Upotrebe

Ojačani nasip

Glavna svrha veštačkih nasipa je da spreče plavljenje susednih sela i da uspore prirodne promene toka na plovnom putu kako bi se tokom vremena obezbedile pouzdane brodske trake za pomorsku trgovinu; oni takođe ograničavaju tok reke, što rezultira većim i bržim protokom vode. Nasipi se uglavnom nalaze duž mora, gde dine nisu dovoljno jake, duž reka za zaštitu od velikih poplava, pored jezera ili duž poldera. Dalje, nasipi su izgrađeni u svrhu udubljenja, ili kao granica za plavno područje. Ovo poslednje može biti kontrolisana poplava od strane vojske ili mera za sprečavanje poplave veće površine okružene nasipima. Nasipi su takođe izgrađeni kao granice na terenu i kao vojna odbrana. Više o ovoj vrsti nasipa može se naći u članku o suvozidima.

Nasipi mogu biti trajni zemljani radovi ili konstrukcije za vanredne situacije (često od vreća peska) izgrađeni na brzinu u slučaju poplava.

Neke od najranijih nasipa je izgradila civilizacija doline Inda (u Pakistanu i severnoj Indiji od oko 2600. godine pre nove ere) od kojih je zavisio agrarni život naroda Harapa. Nasipi su takođe izgrađeni pre više od 3.000 godina u starom Egiptu, gde je sistem nasipa izgrađen duž leve obale reke Nil na više od 1.000 kilometres (600 miles), protežući se od modernog Asuana do delte Nila na obalama Mediterana. Mesopotamske civilizacije i drevna Kina su takođe izgradile velike sisteme nasipa. Pošto je nasip jak onoliko koliko je jaka njegova najslabija tačka, visina i standardi konstrukcije moraju biti dosledni duž njegove dužine. Neki autoriteti su tvrdili da je za to potreban jak upravljački autoritet koji bi vodio rad, i da je možda bio katalizator za razvoj sistema upravljanja u ranim civilizacijama. Međutim, drugi ukazuju na dokaze o zemljanim radovima velikih razmera za kontrolu vode, kao što su kanali i/ili nasipi koji datiraju pre kralja Škorpiona u predinastičkom Egiptu, tokom kojih je upravljanje bilo daleko manje centralizovano.

Sprečavanje poplava reka

Provaljeni nasipa na reci Sakramento

Nasip sprečava visoku vodu na reci Misisipi od poplavi Gretnu, Luizijana, u martu 2005.

Prominentni sistemi nasipa izgrađeni su duž reke Misisipi i reke Sakramento u Sjedinjenim Državama, i reke Po, Rajna, Mez, Rona, Loara, Visla, delta koju čine Rajna, Mas/Maza i Šelta u Holandiji i Dunav u Evropi. Tokom perioda kineskih zaraćenih država, država Ćin je izgradila sistem za navodnjavanje Duđengjen kao projekat za očuvanje vode i kontrolu poplava. Infrastruktura sistema se nalazi na Minđangu (), koji je najduža pritoka Čang Đanga, u Sečuanu, Kina.

Sistem nasipa Misisipija predstavlja jedan od najvećih takvih sistema pronađenih bilo gde u svetu. Sastoji se od preko 5.600 km (3.500 mi) nasipa koje se protežu oko 1.000 km (620 mi) duž Misisipija, protežući se od Kejp Džirardo, Misuri, do delte Misisipija. Započeli su ih francuski doseljenici u Luizijani u 18. veku da bi zaštitili grad Nju Orleans. Prvi nasipi u Luizijani bili su visoki oko 90 cm (3 ft) i pokrivali su razdaljinu od oko 80 km (50 mi) duž obale reke. Inženjerski korpus američke vojske, u saradnji sa Komisijom za reku Misisipi, proširio je sistem nasipa počevši od 1882. da pokrije obale reke od Kaira, Ilinois do ušća delte Misisipija u Luizijani. Do sredine 1980-ih dostigli su sadašnji obim i u proseku bili 7,3 m (24 ft) u visini; neki nasipi Misisipija su visoki i do 15 m (50 ft). Nasipi Misisipija takođe uključuju neke od najdužih neprekidnih pojedinačnih nasipa na svetu. Jedan takav nasip se proteže južno od Pajn Blufa, Arkanzas, na udaljenosti od oko 610 km (380 mi).

Inženjerski korpus vojske Sjedinjenih Država (USACE) preporučuje i podržava tehnologiju ćelijskog zatvaranja (geoćelije) kao najbolju praksu upravljanja. Posebna pažnja posvećena je pitanju površinske erozije, sprečavanju prelivanja i zaštiti vrha nasipa i nizvodne padine. Ojačanje geoćelijama obezbeđuje zateznu silu na tlu kako bi se bolje oduprlo nestabilnosti.

Sprečavanje priobalnih poplava

Nasipi su veoma česti na močvarama koje se graniče sa zalivom Fundi u Nju Brunsviku i Novoj Škotskoj, Kanada. Akađani koji su naselili ovu oblast mogu biti zaslužni za prvobitnu izgradnju mnogih nasipa u oblasti, stvorenih za obradu plodnih močvara. Konstruisani su sa preklopnim kapijama koje se otvaraju prilikom pada plime da odvode slatku vodu iz poljoprivrednih močvara, a zatvaraju se pri rastućoj plimi kako bi sprečilo da morska voda uđe iza nasipa. Ove kapije se zovu „abojto”. U nižem kopnu oko grada Vankuvera, Britanska Kolumbija, postoje nasipi (lokalno poznati kao dajks, a koji se nazivaju i „morski zid“) za zaštitu niskog zemljišta u delti reke Frejzer, posebno grada Ričmonda na ostrvu Lulu. Postoje i nasipi za zaštitu drugih lokacija koje su bile poplavljene u prošlosti, kao što je Pit Polder, zemljište uz reku Pit i druge pritoke.

Obalski nasipi za sprečavanje poplava su takođe uobičajeni duž unutrašnje obale iza Vadenskog mora, oblasti koje su devastirale mnoge istorijske poplave. Tako su narodi i vlade podizali sve veće i složenije sisteme nasipa za zaštitu od poplava kako bi zaustavili more čak i tokom olujnih poplava. Najveći od njih su, naravno, ogromni nasipi u Holandiji, koje više ne predstavljaju samo odbranu od poplava, već su omogućili da se agresivno zauzme kopno koje je ispod srednjeg nivoa mora.

Mamuzasti nasipi ili brane

Ove tipično veštačke hidraulične konstrukcije postavljene su radi zaštite od erozije. Obično se postavljaju u aluvijalne reke okomito, ili pod uglom, na obalu kanala ili oplatu, i široko se koriste duž obale. Postoje dva uobičajena tipa nasipa, propusni i nepropusni, u zavisnosti od materijala koji se koriste za njihovu konstrukciju.

Prirodni primeri

Prirodni nasipi se obično formiraju oko nizijskih reka i potoka bez ljudske intervencije. To su izduženi grebeni blata i/ili mulja koji se formiraju na poplavnim ravnicama reka neposredno uz usečene obale. Poput veštačkih nasipa, oni deluju tako da smanjuju verovatnoću plavljenja.

Taloženje nasipa je prirodna posledica plavljenja vijugavih reka koje nose visoke proporcije suspendovanog nanosa u obliku sitnog peska, mulja i blata. Pošto nosivost reke delimično zavisi od njene dubine, sediment u vodi koji se nalazi preko poplavljenih obala kanala više nije u stanju da zadrži istu količinu finih sedimenata u suspenziji kao glavni talveg. Tako se ekstra fini sedimenti brzo talože na delovima poplavne ravnice najbliže kanalu. Tokom značajnog broja poplava, ovo će na kraju rezultirati stvaranjem grebena na ovim pozicijama i smanjenjem verovatnoće daljih poplava i epizoda izgradnje nasipa.

Vidi još

• Brana

Literatura

• CIRIA, CUR, CETMEF (2007). „Rock Manual - The use of rock in hydraulic engineering”. Ciria-CUR. Arhivirano iz originala 04. 11. 2018. g. Pristupljeno 22. 06. 2022. CS1 održavanje: Višestruka imena: spisak autora (veza)
• Masucci, Giovanni Diego; Acierno, Alessandro; Reimer, James Davis (2020). „Eroding diversity away: Impacts of a tetrapod breakwater on a subtropical coral reef”. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems (na jeziku: engleski). 30 (2): 290—302. ISSN 1052-7613. S2CID 212939487. doi:10.1002/aqc.3249. 
• Jackson, Nancy L.; Harley, Mitchell D.; Armaroli, Clara; Nordstrom, Karl F. (2015-06-15). „Beach morphologies induced by breakwaters with different orientations”. Geomorphology. 239: 48—57. Bibcode:2015Geomo.239...48J. doi:10.1016/j.geomorph.2015.03.010. 
• Aguilera, Moisés A.; Arias, René M.; Manzur, Tatiana (2019). „Mapping microhabitat thermal patterns in artificial breakwaters: Alteration of intertidal biodiversity by higher rock temperature”. Ecology and Evolution (na jeziku: engleski). 9 (22): 12915—12927. ISSN 2045-7758. PMC 6875675 . PMID 31788225. doi:10.1002/ece3.5776. 
• Feizbahr, Mahdi.; Kok Keong, Choong.; Rostami, Fatemeh; Shahrokhi, Mahdi (2019). „Wave energy dissipation using perforated and non perforated piles”. International Journal of Engineering TRANSACTIONS B: Applications (na jeziku: engleski). 31 (2): 212—219. ISSN 1025-2495. 
• Kyung-Duck, Suh.; Shin, Sungwon.; T. Cox, Daniel (2006). „Hydrodynamic characteristics of pile-supported vertical wall breakwaters”. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering (na jeziku: engleski). 132 (2): 83—96. ISSN 1943-5460. doi:10.1061/(ASCE)0733-950X(2006)132:2(83). hdl:10371/67657 . 
• USACE (1984) - Shore protection manual (Volume I and II) Arhivirano na sajtu Wayback Machine (3. maj 2016)
• N.W.H. Allsop (2002) - Breakwaters, coastal structures and coastlines.
• Staatkundige historie van Holland: Benevens de Maandelijksche Nederlandsche Mercurius ... 24–27. 1768. 

Spoljašnje veze

• "Well Diggers Trick", June 1951, Popular Science article on how flood control engineers were using an old method to protect flood levees along rivers from seepage undermining the levee
• "Design and Construction of Levees" US Army Engineer Manual EM-1110-2-1913
• The International Levee Handbook
• 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