Logowanie do System sprawozdań KDM

Ocena stopnia bezpieczeństwa polskich brzegów wydmowych

Kierownik projektu: Piotr Szmytkiewicz

Instytut Budownictwa Wodnego PAN w Gdańsku

-

Gdańsk

Streszczenie projektu

Zarówno z punktu widzenia ochrony brzegów morskich jak i oceny stopnia zagrożenia powodzią morską zaplecza brzegu jedną z podstawowych informacji koniecznych do planowania przyszłych inwestycji jest ocena wielkości stopnia rozmycia wydmy oraz możliwości jej całkowitego przerwania w warunkach sztormowych. Dla tych potrzeb opracowano szereg modeli zarówno analitycznych jak i numerycznych. Wszystkie te modele, a w szczególności rozwiązania analityczne, wymagają znacznych uproszczeń w opisie fizycznych procesów mających miejsce w trakcie fal sztormowych atakujących wydmy.



W ramach obowiązującego w Polsce wieloletniego Programu Strategii Ochrony Brzegów realizowanego w latach 2004-2023 wymagane było wyznaczenie, a obecnie utrzymanie określonych poziomów bezpieczeństwa poszczególnych odcinków brzegu. Przy ocenie skuteczności systemów ochrony brzegu morskiego podstawowym parametrem jest poziom bezpieczeństwa zaplecza, tj. stwierdzenie czy istniejący system podbrzeże - plaża - wydma - budowle ochrony brzegów zapewniają wymagany poziom bezpieczeństwa zaplecza. W ramach strategii ochrony brzegów poziom bezpieczeństwa brzegu został zdefiniowany przez sztorm o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia (liczony w latach), przy którym system brzegowy pozostaje odporny, tj. zapewnia bezpieczeństwo przed powodzią i erozją zaplecza. Przyjęto pięć klas bezpieczeństwa brzegu odpowiadających odpowiednio sztormom o prawdopodobieństwie pojawienia się raz na 20, 50, 100, 200 i 500 lat. Odpowiednia klasa bezpieczeństwa każdego odcinka brzegu zależy od wartości gospodarczych i przyrodniczych ulokowanych na zapleczu oraz od możliwego zagrożenia dla środowiska spowodowanego powodzią lub szkodami wynikającymi z erozji morskiej.



Do tej pory w Polsce oszacowanie wielkości rozmywania wydm w warunkach sztormowych wykonywano z wykorzystaniem holenderskiego modelu numerycznego DUNE z 1989 roku, przedstawionego w raporcie "Guide to the Assessment of the Safety of Dunes as a Sea Defence".



Istnieją dwa klasyczne podejścia do oceny oddziaływania fal sztormowych z wydmami, tj.:

- podejście oparte o koncepcję tzw. profilu równowagi, np. Vellinga (1986) oraz Kriebel i Dean (1985, 1993),

- podejście oparte o koncepcję tzw. uderzenia fali (wave impact), np. Overton et al. (1987, 1994a), Nishi i Kraus (1996).



W pierwszym podejściu zakłada się, że rzeczywisty profil batymetryczny dąży do profilu równowagi, tj. profilu, który po dostosowaniu się do ustalonych warunków falowo-prą­do­wych nie ulega dalszej zmianie. Kształt tego profilu zależy także od przebudowy wydmy przez fale i prądy, przy wysokim poziomie wody.



W koncepcji opartej o oddziaływanie fali na wydmę oszacowuje się wielkość osadów wynoszonych przez fale z wydmy i odkładanych w podwodnej części profilu prostopadłego do brzegu.



Celem pracy jest wdrożenie modelu numerycznego XBeach do określania wielkości procesów erozyjno-akumulacyjnych mających miejsce w sąsiedztwie brzegów wydmowych południowego Bałtyku. Docelowo model ten ma stać się standardowym narzędziem służącym do oceny stopnia bezpieczeństwa polskich brzegów wydmowych.



W ramach realizacji zadania badawczego przewiduje się wykonanie następujących prac:

- omówienie istniejących rozwiązań analitycznych pozwalających na uproszczone obliczania erozji wydmy w warunkach sztormowych,

- przedstawienie modelu numeryczny DUNE stosowanego do chwili obecnej w Polsce do oceny realizacji programu "Strategii Ochrony Brzegów Morskich" w latach 2004-2022,

- opisanie i wdrożenie do obliczeń modelu numerycznego XBeach,

- przeprowadzenie testowania numerycznego modelu XBeach w celu oceny wpływu wielkości poziomów wody i wysokości falowania na obliczane zmiany głębokości/wysokości w profilach batymetryczno-ta­chi­met­rycz­nych,

- wykonanie pomiarów batymetrycznych w MLB Lubiatowo dla potrzeb kalibracji modelu Xbeach,

- porównanie obliczonych modelem Xbeach i pomierzonych w MLB Lubiatowo zmian głębokości.

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93