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Wellenbrecher sind Bauwerke an der Küste, als Teil des Küstenschutzes oder zum Schutz einer Hafeneinfahrt vor Witterungseinflüssen und negativen Auswirkungen von Meeresströmungen entlang der Küste. Zum Beispiel entlang der niederländischen Küste bei Hoek van Holland, Scheveningen und IJmuiden und in Belgien bei Zeebrügge und Ostende. Die Wörter Hafenkopf und Wellenbrecher sind fast synonym. Der Begriff Hafenkopf wird hauptsächlich verwendet, wenn der Schwerpunkt auf der Führung der Strömungen und der Navigation liegt, während Wellenbrecher insbesondere verwendet, wenn der Schwerpunkt darauf liegt, dem Eindringen von Wellen entgegenzuwirken. Nicht alle Wellenbrecher sind Piers, parallele Küstenwellenbrecher, die zum Schutz der Küste vor Erosion gebaut wurden, sind eindeutig keine Piers. Auf der anderen Seite ist die Pollendam Biene Harlingen kein Wellenbrecher.
Das Wort Seebrücke wird hauptsächlich für eine begehbare Konstruktion verwendet. Manchmal ist es speziell für diesen Zweck gebaut, wie z Scheveninger Pier oder das von Brighton. Oft ist es aber auch möglich, über einen Wellenbrecher zu laufen, weshalb Wellenbrecher manchmal zu einem Seebrücke erwähnt.
Im Volksmund die kleinere Brückenköpfe auch oft Wellenbrecher genannt. Dies ist jedoch grundsätzlich falsch, denn Brückenköpfe haben eine ganz andere Funktion und funktionieren auch ganz anders.
Zweck und Betrieb von Wellenbrechern
Wellenbrecher werden normalerweise am Eingang von gebaut Häfen dort einen geschützten Wasserweg für ein- und auslaufende Schiffe zu schaffen und im Hafen selbst ruhiges Wasser zu schaffen. Zum Segeln ist es hauptsächlich die Markenzeichen unter denen Schiffe leiden. Ein charakteristisches Merkmal von Wellenbrechern ist, dass sie quer zur Küste und erstrecken sich durch die Brandungszone, d. h. in den Bereich, in dem die Wellen noch nicht von selbst brechen.
Im Prinzip ist die Bedienung eines Wellenbrechers einfach: Die Wellen aus dem Meer kommen, werden an der Außenseite des Wellenbrechers gebrochen oder reflektiert. Dadurch entsteht eine relativ ruhige Wasserstraße zwischen den Wellenbrechern.
Üblicherweise wird daher ein Wellenbrecher gebaut, um einen Hafen (Mündung) vor für Schiffe unbequemen Wellen zu schützen. Manchmal wird sogar ein kompletter Hafen zwischen den Wellenbrechern gebaut, wie in Zeebrügge.
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Parallele Küstenwellenbrecher
Manchmal werden Wellenbrecher als Küstenschutzmaßnahme gebaut. Die Wellenbrecher verlaufen dann parallel zur Küste, sodass hinter den Wellenbrechern ein wellenfreier Bereich entsteht. Letztlich kann dies dazu führen, dass eine Küste „wächst“ und damit lokale Erosionsprobleme gelöst werden. Diese Lösung wirft jedoch auch morphologische Probleme auf; Aus diesem Grund wurden diese sogenannten "freistehenden Wellenbrecher" entlang der flämischen oder niederländischen Küste noch nicht verwendet. Dieses System wurde nach der Schließung in kleinerem Maßstab in den Delta-Seen ausgiebig eingesetzt. Durch das Verschwinden der Flut nach der Schließung würde sich der Wellenangriff auf eine Ebene konzentrieren und dort viel Erosion verursachen. Da man aus ökologischen Gründen keine harte Uferverteidigung wünschte, wurde in einiger Entfernung vom Ufer ein kleiner, uferparalleler Wellenbrecher errichtet.
Arten von Wellenbrechern
Geröllwellenbrecher
Der Schuttwellenbrecher oder "Schutthügel" ist eine der häufigsten Arten von Wellenbrechern. Die meisten großen Wellenbrecher entlang der niederländischen und belgischen Küste sind ebenfalls von diesem Typ. Im Wesentlichen bestehen diese Wellenbrecher aus einem Kern aus Bruchstein hydraulischer Baustein mit einer schwereren Schutzschicht auf der Außenseite: der "Rüstungsschicht". Diese Panzerschicht kann aus einer schweren Klasse bestehen hydraulischer Baustein (im Vergleich zum Innenmaterial) oder speziell Betonwellenbrecherelemente. Das erforderliche Gewicht des Hydraulikbausteins berechnet sich mit dem Van-der-Meer-Formel. Die Betonelemente können einfache Würfel sein, bis hin zu komplizierteren Formen mit allen möglichen Beinen, den "ineinandergreifenden Einheiten". Diese speziellen Formen bewirken, dass die Blöcke bis zu einem gewissen Grad ineinandergreifen, sodass sie zusammenwirken, um dem Wellenangriff zu widerstehen. Bemerkenswert ist auch, dass diese Betonelemente aus unbewehrtem Beton bestehen; Denn die Korrosionsgefahr des Bewehrungsstahls im salzigen Meerwasser ist zu groß.
Weitere Teile eines Buhnenwellenbrechers sind: eine oder mehrere Filterschichten (Gesteinsschichten zwischen Kern und Panzerschicht, um einen etwas allmählichen Übergang zwischen Fein- und Grobmaterial zu schaffen), eine Filterkonstruktion am Boden (dies kann auch ein spezielles Tuch sein), eine Zehenkonstruktion zur Abstützung der Panzerschicht in Hangrichtung und ggf. eine Kronenwand darüber, um den Wellenbrecher passierbar zu machen.
Der Vorteil eines Felswellenbrechers besteht darin, dass diese Konstruktion relativ günstig und einfach zu bauen ist. Diese Art von Wellenbrecher ist leicht zu reparieren (obwohl es bei ineinandergreifenden Einheiten etwas schwieriger wird) und hat sogar eine Selbstreparaturfähigkeit: Durch das Durchhängen der Panzerschicht entsteht das Loch, wenn ein Stein oder Betonblock von irgendwo her repariert werden kann, eingedrungen (oder sogar ganz aus dem Wellenbrecher geschlagen wurde) verfüllt werden kann.
Der Nachteil eines Buhnenwellenbrechers besteht darin, dass der Materialbedarf und damit auch die Kosten des Wellenbrechers mit der Tiefe im Quadrat zunimmt. Daher ist diese Art von Wellenbrecher in sehr tiefen Gewässern in der Regel keine wirtschaftliche Lösung.
Berme Wellenbrecher
Eine besondere Art der Felsbuhne ist der Bermenwellenbrecher. Dies sind Wellenbrecher, die eine horizontale Berme um die Designebene haben. Es gibt zwei Arten von Bermenwellenbrechern, die beide völlig unterschiedliche Grundideen haben.
Der dynamisch stabile Bermwellenbrecher ist ein Wellenbrecher, der aus einer Gesteinsklasse besteht (d. h. kein Schichtaufbau an der Oberfläche). Die Steingröße ist etwas klein, daher kann es bei Stürmen zu Bewegungen kommen. Bei einem solchen Sturm verformt sich das Profil dann, bis schließlich ein stabiles S-förmiges Profil übrig bleibt. Der Vorteil dieser Art ist, dass die Konstruktion sehr einfach ist, die Steine nicht sorgfältig platziert werden müssen und nicht allen Klassenanforderungen gerecht werden. Der Nachteil ist, dass die erforderliche Steinmenge größer ist. Dies ist daher eine gute Lösung, wenn sich in der Nähe des Werkes ein Steinbruch befindet, in dem viel Gestein kostengünstig abgebaut werden kann.
Der andere Wellenbrecher ist der isländische Wellenbrecher. Dieser hat ebenfalls eine Berme, besteht aber aus einer Vielzahl unterschiedlicher, präzise platzierter Steine. Das Design ist so auf die Produktion des Steinbruchs abgestimmt, dass fast 100 % des Steines aus dem Steinbruch im Wellenbrecher verarbeitet werden können. Es entsteht also kein Abfall. Attraktiv ist dieser Typ, wenn ein Steinbruch in der Nähe ist und strenge Anforderungen an den Materialeinsatz gestellt werden. Es ist notwendig, einen qualitativ hochwertigen Auftragnehmer zu haben, um eine solche Struktur bauen zu können.
Caisson-Wellenbrecher
Ein Caisson-Wellenbrecher besteht aus großen Betontanks (Senkkästen), die vorgefertigt und dann an der richtigen Stelle auf dem Meeresboden platziert werden. Die Senkkästen werden dann mit Schüttgestein gefüllt, so dass sie eine große Masse haben. Diese Masse ist notwendig, um eine ausreichende Stabilität unter den großen Kräften der "Wellenstöße", die auftreten, wenn Wellen auf eine senkrechte Wand treffen, zu erhalten.
Senkkästen sind relativ teure Konstruktionen. Nur in sehr tiefen Gewässern können sie eine wirtschaftliche Lösung sein. Sie werden daher in Gebieten eingesetzt, in denen der Meeresboden sehr steil von der Küste abfällt, beispielsweise in Japan. Sie können auch verwendet werden, wenn nicht genügend Platz für einen Felswellenbrecher vorhanden ist. Der Vorteil eines Caisson-Wellenbrechers besteht darin, dass es sehr einfach ist, Liegeplätze für Schiffe zu schaffen. Nachteilig ist, dass die auf den Wellenbrecher wirkenden Kräfte nur sehr schwer zu bestimmen sind und auch die Gründung dieser schweren Bauwerke eigene Probleme aufwirft.
Schwimmender Wellenbrecher
Schwimmende Wellenbrecher wurden in den Niederlanden von der Tu Delft.[1] Unter anderem aufgrund der positiven Ergebnisse der Recherche ist nun ein Unternehmen entstanden, das diese schwimmenden Wellenbrecher weltweit baut (unter dem Namen Dutch Floating Breakwaters). Die Dämpfung dieses Wellenbrechertyps ist bei relativ kurzen Wellen hoch (90%). Es ist daher eine wirtschaftliche Lösung im Vergleich zu herkömmlichen festen Wellenbrechern für Situationen, in denen das Wasser sehr tief ist und die Wasseroberfläche nicht so groß ist, die Wellenperiode ist klein. Dies kommt zum Beispiel in den italienischen Seen (Norditalien) und den norwegischen Fjorden vor. Schwimmende Wellenbrecher werden auch häufig verwendet, um auf See vorübergehend eine Ruhezone zu schaffen (zB bei Militäreinsätzen).
Pfahlwellenbrecher
Eine große Anzahl von Pfählen in den Boden zu injizieren, um die Wellenbewegung zu verlangsamen, erscheint zunächst als einfache Lösung. Theoretisch lässt sich jedoch zeigen, dass eine solche Lösung nur dann eine Wirkung hat, wenn die Pfähle so nah beieinander liegen, dass sie fast eine geschlossene Wand bilden. Als echter Wellenbrecher ist ein aufgeschütteter Wellenbrecher daher nicht sehr effektiv. Bei Erosionsproblemen kann diese Konstruktion jedoch eine Lösung sein. Um ein Erosionsproblem zu lösen, ist oft schon eine Reduzierung der Wellenhöhe um wenige Prozent wirksam, dies kann mit einer Pfahlreihe erreicht werden, eine spezielle Anwendung hierfür ist eine an Pfählen befestigte Schottwand. Dies verlangsamt auch (kurze) Wellen, was für Yachthäfen eine interessante Option sein kann. Dieser Typ ist in Australien üblich, da ein solches Schott ein viel einfacheres Genehmigungsverfahren erfordert als ein Schuttwellenbrecher (der oft effektiver ist).
Sonderkonstruktionen
- Manchmal werden Felswellenbrecher gebaut, die nicht über das Wasser hinausragen. Dies ist möglich, wenn eine Reduzierung der Wellenhöhen ausreichend ist und nicht alle Wellen entfernt werden müssen. Da die Konstruktion niedriger ist, wird viel weniger Material benötigt und die Konstruktion ist auch viel günstiger.
- Außerdem werden Schüttgestein und Caisson-Wellenbrecher manchmal kombiniert: Der untere Teil des Wellenbrechers wird dann mit Felsgestein gebaut, auf dem ein Caisson platziert wird. Dies kann getan werden, um Kosten zu sparen (billige Deponien), während dennoch ein Dock erforderlich ist.
Nebeneffekt
Ein ärgerlicher Nebeneffekt von (Hafen-)Wellenbrechern ist, dass sie, da sie ganz durch die Brandungszone ragen, den Sandtransport entlang der Küste in der Brandungszone vollständig blockieren. Dies kann zu Erosion auf einer Seite des Wellenbrechers führen, während sich auf der anderen Seite Sand ansammelt. Die Anlagerung kann sogar so groß werden, dass der Sand um die Spitze des Wellenbrechers herumzulaufen beginnt. Die Folge ist jedoch, dass sich der Sand in der Mitte des Fairways ablagert, wodurch dieser zu flach werden kann. Daher ist es wichtig, dies bei der Gestaltung des Wellenbrechers zu berücksichtigen und Lösungen zu finden (zum Beispiel: Baggern auf der einen Seite und Absetzen auf der anderen Seite).
Siehe auch
Quelle
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