Wednesday, 6 February 2019

Idėja: Kodėl jūra ardo Palangos kopas?


Mažas mokslinis tyrimas

Pastaba. Šis straipsnis remiasi prielaida, kad akmenų siena prie Palangos tilto gali būti paplūdimio išplovimo ir kopų ardymo priežastis. Šie apmąstymai, skaičiavimai ir vertinimai  neskirti ką nors supeikti ar apkaltinti. Straipsnio tikslas – paskatinti  rimtesnius tyrimus ir pradėti diskusiją kaip sustabdyti Palangos paplūdimio plovimą ir kopų ardymą.  Nesu hidrologijos žinovas, todėl visa tai, kas pateikta šitame straipsnyje, privalo būti patikrinta. 



Žiniasklaidoje ne vienąsyk nuskambėjo perspėjimai, kad Palangos paplūdimys yra plaunamas taip stipriai, kad net ardomos šimtametės kopos. Siekiant išsaugoti paplūdimį ir kopas vežamas ir pilamas smėlis. Kalbama, kad dar anam tūkstantmetyje grafo Tiškevičiaus laikais jūroje prie Palangos tilto buvo akmenų siena, kurią vietinė valdžia jau šiame tūkstantmetyje išardė dėl kažkokių tik jiems žinomų priežasčių. O tada ir prasidėjo paplūdimo plovimas. Gelbėdami padėtį akmenis sudėjo atgal, bet ko gero, ne taip, kaip anksčiau buvo, todėl paplūdimį jūra ir toliau plauna. Nežinau kaip buvo iš tikrųjų, bet galime panagrinėti kaip yra dabar ir kodėl.


2018-10-27 audros metu bangos pasiekė kopas tarp Palangos tilto ir Rąžės žiočių (1 pav.). Lietuvos Rytas rašė: "Arčiau tilto esančių kopų ruožas sutrumpėjo apie dešimt metrų ir čia atsivėrė net keturių metrų aukščio skardis. Taip smarkiai apardytas nedidelis, iki 30 metrų ilgio siekiantis kopų ruožas. Šiuo smėliu buvo atkurtas kopagūbris tarp tilto ir Rąžės upės, kurį buvo nuplovusios praėjusios žiemos audros. Tam tikslui Vyriausybė buvo skyrusi apie 234 tūkst. eurų. „Dabar galima drąsiai teigti, kad jei tuomet šioje vietoje nebūtume atkūrę kopų,  bangos būtų pasiekusios priekopės pušyną ir pradėjusios guldyti medžius“, – teigė Palangos savivaldybės ekologė Reda Kairienė".


 1 pav. Išplautas paplūdimys ir apardytos kopos 2018-10-28 dieną prie Palangos jūros tilto (Lietuvos Rytas, https://www.lrytas.lt/gamta/gamtaorai/2018/09/28/news/audra-skaudziai-kirto-palangai-nuniokotos-kopos-nuplauta-dalis-papludimio-7712585/).


2 pav. 2018-10-06 nuotrauka nuo Palangos tilto. Matyti prieš tai praūžusios audros išplautas paplūdimys ir kopos.




3 pav. 2018-10-06 nuotrauka nuo Palangos tilto. Matyti prieš tai praūžusios audros išplautas paplūdimys bei kopos ir per akmenis besiverčianti banga.



2018 m. spalio 6 dieną stovėdamas ant naujojo Palangos tilto pirmąsyk pamačiau akmenų grandinę (sieną) prie tilto bei neseniai praūžusios audros išplautas kopas (2 pav.). Besigėrėdamas banguojančia jūra ir stebėdamas, kaip bangos verčiasi per akmenis (3 pav.), pamaniau, kad taip sudėti akmenys gali būti viena iš kranto ardymo priežasčių. 



Kai jūros bangos plaka į krantą, vanduo juda pirmyn ir atgal. Einant bangai į krantą, vanduo juda kartu su banga link kranto, o bangai praėjus juda atgal (4 pav.). Būna, kad susidaro ir nuolatinės srovės, mušančios į krantą, ir taip atnešančios vandenį, kuris yra nunešamas atgal į jūrą kitos srovės. 




4 pav. Laisvai mušančių į krantą bangų srovės (Aušros Džiugytės piešinys).



Visai kitą vaizdą gautume, jei vandenyje, išilgai kranto, pastatytume akmenų sieną, kurios viršus būtų sulig jūros paviršiumi (5 pav.). Kai bangos persiverčia per tokią akmenų sieną, persivertusi vandens masė jau negali grįžti atgal į jūrą, nes akmenų siena užtveria kelią atgal. Tokiu būdu, bangoms vis verčiantis per akmenis, susidaro pastovi srovė nuo jūros pusės akmenų sienos  link ir nuo akmenų kranto link.




5 pav. Srovės, susidarančios dėl bangų vertimosi per akmenų grandinę (Aušros Džiugytės piešinys).


Esant dar vienai papildomai sienai, atitveriančiai jūrą iš pietų pusės, susidaro baseinas su atviru išėjimu į šiaurę (6 pav.). Tuo atveju, kai bangos į krantą muša iš vakarų ar pietvakarių, baseinas sulig kiekviena banga pasipildo vandeniu ir todėl jame susidaro pastovi srovė, mušanti į krantą ir ištekanti į jūrą per atvirą šiaurinę pusę.  Todėl visai tikėtina, kad stipraus vakarų ar pietvakarių bangavimo atveju susidariusi srovė gali išplauti paplūdimį ir apardyti kopas toje vietoje (kaip atsitiko 2018-09-27).



6  pav. Srovės, susidarančios dėl bangų vertimosi per akmenų grandinę ir išplaunančios krantą (Aušros Džiugytės piešinys).



7 pav. Palangos tilto ir akmenų grandinės palydovinės nuotrauka iš Maps.Google.com.


Pabandykime apskaičiuoti, kokio stiprumo srovė susidaro bangoms ateinant iš vakarų pusės. Tikslių skaičių neturiu, tad akmenų grandinę įvertinsime iš palydovinės nuotraukos (7 pav.): grandinės atkarpos AB (išilgai kranto) 25 metrų, grandinės atkarpos BC (išilgai tilto) ilgis 60 metrų. Tarkime, kad jūros gylis ties grandinės atkarpa AB yra Hw = 2 metrai, o gylis prie kranto ‑ Hc = 0.2Hw = 0.4 m.


Patyrinėkime gana nestipraus bangavimo atvejį, kai iš vakarų pusės ateinančių bangų ilgis Lb = 10 metrų, periodas Tb = 3 sekundės, aukštis Hb = 2 metrai (amplitudė Ab = 1 metras). Tokiu atveju gausime, kad į akmenų sudarytą baseiną kiekviena banga atneša (perpila per akmenų grandinės atkarpą AB) Gb = 26.53 m3/s. Modelis yra labai suprastintas, o bangų įnešamo vandens debitas Gb yra svarbiausias yra svarbiausias dydis nulemiantis dėl bangų susidariusios srovės greitį. Kadangi nesu hidrologijos žinovas, tai šiuos skaičius ir modelį būtina patikrinti. Skaitinis modeliavimas (tam reikalui skirta programa) mūsų nagrinėjamu atveju rodo, kad dėl bangų, persiverčiančių per akmenų grandinę, susidarys srovė, kuri iš pat pradžių tekės kranto link, o paskui pasuks į šiaurę išilgai kranto. Tos srovės greitis palei pat krantą bus 1.32 m/s (8 pav.).




8 pav. Bangų sukurtos srovės skaitinio modeliavimo rezultatas.

Srovės greitis 1.32 m/s, tai daug ar mažai? 9 pav. parodyta, kaip priklauso dalelių nešimo vandenyje greitis nuo dalelių dydžio, o Palangos pajūrio smėlio dalelių dydžio pasiskirstymas parodytas 10 pav.. Nesunku apskaičiuoti, kad mūsų pajūrio smėlį vanduo neša jau 5 cm/s greičiu. Mūsų apskaičiuotos krantą plaunančios srovės greitis daug kartų didesnis - 1.32 m/s, o didesnio bangavimo metu dar didesnis. Tokia srovė gali ne tik plauti iš pakrantės smėlį, bet taip pat padėti bangoms pasiekti kopas, ten kur anksčiau jų tokio pat stiprumo bangos nepasiekdavo. Taigi, labai panašu, kad jau vidutinės vakarų audros atveju pakrantė bus smarkiai išplaunama ties akmenų grandine.





 

10 pav. Baltijos jūros pakrantė smėlio granuliometrinė kreivė (Šarūnas Skuodis, "Faktorių, darančių įtaką pastato ir pagrindo sąveikai, vertinimas", Baigiamasis magistro darbas, VGTU, Vilnius, 2011 , https://www.researchgate.net/publication/266895759_Faktoriu_daranciu_itaka_pastato_ir_pagrindo_saveikai_vertinimas_Evaluation_of_factors_influencing_on_soil-structure_interaction/figures?lo=1).


Šis skaičiavimas yra labai apytikslis ir skirtas parodyti, kad dėl tokio akmenų grandinės aukščio ir išdėstymo pobūdžio šiaurinėje pusėje nuo Palangos tilto kopas gali ardyti ir krantą plauti, kai bangavimas yra iš pietvakarių ar vakarų pusės.



Tuo atveju kai bangos iš šiaurės vakarų, tai į tą vietą, kur plovė krantą prie vakarinių bangų, turėtų prinešti smėlio, kas ir atsitiko per audrą 2018 metų lapkričio mėn. pradžioje. Tai ir pastebime 2018‑11‑05 nuotraukoje (11 pav.), kurioje matyti, kad nors kopos ir apardytos nuo anksčiau, bet paplūdimys prie Palangos tilto yra jau išplatėjęs po neseniai praūžusios audros, kai vyraujančios bangos buvo iš šiaurės vakarų.



11 pav. Palangos paplūdimys prie tilto 2018-11-05 (Vytauto Lubio nuotrauka).


Išvados: Remdamiesi šiais apytiksliais skaičiavimais, manome, kad akmenų grandinė (siena), sudėta jūroje prie Palangos tilto, gali būti viena iš priežasčių, dėl ko prie tilto yra išplaunamas paplūdimys ir ardomos kopos audrų metu, kai vyraujančios bangos būna iš vakarų ar pietvakarių. Primenu, kad dėl skaičių naudotų skaitiniam modeliavimui galėjau ir suklysti, todėl visa tai būtina patikrinti rimtesniais tyrimais.

Jei čia išdėstytos mintys yra teisinga ir skaitinio modeliavimo duomenys irgi teisingi, tai gali būti, kad kopų ardymą būtų galima apmažinti sumažinant į krantą mušančią srovę, t.y. arba paaukštinant akmenų sieną tiek, kad bangos per ją jau negalėtų persiversti, arba, atvirkščiai, sumažinti sienos aukštį tiek, kad vanduo galėtų grįžti atgal per kur atėjęs. Kas būtų pašalinus akmenų sieną visai - nežinau. Tik labai išsamaus jūros srovių ir bangavimo tyrimų kartu su skaitiniu modeliavimu leistų atsakyti į beveik visus klausimus.

Jei turite geresnių idėjų ar kitokių minčių - siūlykite.

Ir dar sykį: Mano skaičiavimas yra tik parodomasis ir paskatinimasis, t.y. jis tik atveria erdvę mokslinei diskusijai, kad galbūt būtent taip sukrauti akmenys gali būti kopų ardymo priežastis, ir skatina pradėti rimtesnius tyrimus. Tik po jų gali būti pateiktos tikrosios išvados. Tačiau nepamirškim, kad eksperimentai su akmenimis yra labai brangūs. Sukrovėm akmenis vienaip – nepavyko. Sukrovėm kitaip, jau kažkiek geriau. Perkrovėm trečiaip ... Taip galima daryti, bet šitas būdas labai brangiai kainuoja. O skaitinis modeliavimas yra pigesnis, ir patikrinti galima daug daugiau atvejų. Todėl ir siūlau pradžioje eiti modeliavimo keliu, o šis skaičiavimas yra pavyzdys, kaip tai gali būti daroma. Be to, galima pabandyti modeliuoti visą Palangos pajūrį ir taip spręsti ne tik padėtį prie tilto.
  
Ačiū skaičiusiems. Jei patiko - dalinkitės.

P.S. Ta proga įdomus video ta tema (https://www.youtube.com/watch?v=3yNoy4H2Z-o, saldainiukas nuo 11 minutės):




Dr. Algis Džiugys, Lietuvos energetikos institutas,

e-mail: algis.dziugys@lei.lt, algis.dziugys@gmail.com


2019-02-06


Kitos idėjos Lietuvai:

Kaip padidinti gimstamumą: https://algis-dziugys.blogspot.com/2017/03/idejos-lietuvai-kaip-padidinti.html 

Trumpa boikotų teorija: https://algis-dziugys.blogspot.com/2016/05/boikotu-teorija.html

No comments:

Post a Comment