Экосистемная защита побережья путем восстановления поймы

Полное решение
Т-образные ограждения в провинциях Бак Льеу и Сок Транг. Длиннобережные элементы закрывают эрозионный разрыв в мангровом лесу, соединяя оставшиеся мысы.
Cong Ly, GE Wind

Это решение обеспечивает защиту илистых берегов и людей, живущих вблизи побережья, от наводнений, штормовых нагонов и эрозии. Это достигается путем восстановления эродированных пойм как предпосылки для естественной регенерации или восстановления мангровых лесов в качестве элементов экосистемного подхода к защите прибрежных районов. Т-образные проницаемые бамбуковые ограждения, заполненные мягкими вязанками хвороста, эффективны для восстановления эродированных пойм. Это решение работает только при определенном наборе граничных условий и должно соответствовать конкретной местности. Разработанное для илистого побережья дельты Нижнего Меконга во Вьетнаме, оно обеспечивает безопасность людей, живущих непосредственно за дамбами.

Последнее обновление: 17 Jun 2021
11476 Просмотров
Контекст
Решаемые задачи
Наводнения
Штормовые нагоны
Тропические циклоны / тайфуны
Цунами / приливная волна
Эрозия
Потеря экосистемы

Вдоль мангровых грязевых берегов дельты Меконга эрозия, наводнения и штормы негативно сказываются на жизни и средствах к существованию тысяч людей, зачастую бедных фермеров и рыбаков. Когда мангровые леса, защищающие побережье, деградируют или уничтожаются, волны размывают поймы, а затем начинают размывать земляную дамбу. Это приведет к переполнению дамбы и, в конечном счете, к ее разрушению. Такие решения, как укрепление дамбы мешками с песком или габионами, являются лишь временными мерами, которые не устраняют первопричину - низкую пойму из-за эрозии. Поэтому необходимо решение, которое устранит первопричину.

Масштаб реализации
Местный
Субнациональные
Экосистемы
Мангровая роща
Тема
Адаптация
Георазнообразие и геоконсервация
Города и инфраструктура
Восстановление экосистемы
Расположение
Провинция Сок Транг, Вьетнам
Юго-Восточная Азия
Процесс
Краткое описание процесса

Эти строительные блоки опираются друг на друга для достижения надежного решения по устойчивому восстановлению пойм, реабилитации мангровых поясов и их экосистемных услуг. Численное моделирование гидро- и седиментационной динамики" (строительный блок 1) обеспечивает прочную основу для полного понимания местной динамики в этом районе, а также предоставляет важные граничные условия для проектирования и строительства волноломов. Это необходимая предпосылка для блока 2 "Планирование, проектирование и строительство соответствующих волнорезов", который включает в себя выбор подходящих участков для строительства Т-образных ограждений. Таким образом, два первых блока способствуют накоплению осадочного материала там, где это необходимо, и естественному восстановлению мангровых зарослей. Строительный блок 3 "Мониторинг и обслуживание волноломов" обеспечивает надлежащее функционирование самого инфраструктурного компонента, а строительный блок 4 "Защита и посадка мангровых деревьев" завершает решение путем защиты естественного восстановления мангровых деревьев и, при необходимости, дополнительной посадки соответствующих видов. Повышение осведомленности и заинтересованности путем привлечения всех заинтересованных сторон имеет решающее значение не только для успеха каждого строительного блока, но и для долгосрочной устойчивости решения.

Строительные блоки
Численное моделирование гидро- и седиментационной динамики

Этот инструмент служит для понимания и прогнозирования природных сил, формирующих береговую линию, с целью планирования оптимального размещения и проектирования волнорезов: Использование имеющихся и полевых данных (за все сезоны) по прибрежной батиметрии (профили глубин), высоте, направлению и периоду волн; режиму приливов и течений; составу осадочных пород (донных и взвешенных) и характеру ветра для калибровки и проверки численных моделей. Составление карт волнового климата, приливного режима, переноса осадков и батиметрии. Использование прогнозируемых гидро- и седиментационных динамических условий для определения целесообразности, оптимального дизайна и размещения волноломов.

Благоприятные факторы
  • Побережье с преобладанием илистых отложений (мелкий песок, ил, глина).
  • Относительно мелкий прибрежный участок с небольшим уклоном батиметрического профиля.
  • Достаточное количество взвешенных наносов.
  • Возможность использования Т-образных ограждений для воссоздания первоначальной береговой линии между существующими мысами с мангровым лесом.
  • Исторические записи о встречаемости мангровых зарослей на участке для оценки возможности естественного восстановления мангровых зарослей или их реабилитации.
Извлеченный урок

Ноу-хау в области прибрежного строительства, специализированное программное обеспечение и содействие оказались обязательными. Привлечение местных технических отделов и ответственных органов власти, а также надлежащее информирование необходимы для обеспечения приверженности и долгосрочной поддержки. Необходимо принимать во внимание приоритетность участков, установленную местными властями, или социально-экономическую ценность, связанную с использованием внутренних районов. Соответствующие органы власти и партнеры должны быть осведомлены о том, что результаты численного моделирования могут оказаться полезными для других мер, планируемых в данном районе. Это может повысить эффективность и создать ценный синергетический эффект.

Проектирование и строительство волнорезов

Физические модели определяют оптимальный дизайн реальных волнорезов. Прочность бамбуковых столбов была проверена во время полевых испытаний ограждений. Информация о долговечности бамбука получена из опыта использования бамбука в Таиланде. Местное население информируется о планируемой деятельности и вовлекается в нее. При технической поддержке местные жители строят волнорезы, то есть Т-образные ограждения из природных материалов (бамбука). Проницаемые Т-образные ограждения не препятствуют поступлению осадков и создают спокойные водные условия для их отложения. Длинные береговые части разбивают волны, а поперечные береговые элементы улавливают осадки, взвешенные в прибрежных течениях. Промежутки в береговых элементах улучшают поступление осадка на поля, созданные заборами, во время паводка, а во время прилива через отверстия ускоряется дренаж, тем самым ускоряя процесс консолидации почвы на полях.

Благоприятные факторы

Успешное проектирование и строительство зависят от результатов численного моделирования, наблюдений за изменениями береговой линии, данных об эрозии и правильного выполнения работ по возведению Т-образных ограждений и надзору за строительством.

Для обеспечения эффективности ограждений должны выполняться следующие граничные условия:

  • Илистая среда; средний диаметр зерен верхнего слоя ила d50 < 0,03 мм.
  • Значительная высота волны Hs < 0,90 м
  • Средний период волн Tm < 8 с
  • Малый уклон приливной полосы < 1:1000
  • Просвет гребня сооружения < 1,40 м
Извлеченный урок

Вовлечение технических отделов, местных властей и населения в процесс планирования, проектирования и строительства было важно для обеспечения принятия, поддержки, долгосрочной приверженности и ответственности. Наиболее эффективным способом восстановления эродированных берегов является использование проницаемых Т-образных ограждений, которые создают спокойные водные условия для отложения осадков и уменьшают эрозию. Строительство Т-образных ограждений должно осуществляться в соответствии со стандартами качества и под тщательным надзором. Этот экономически эффективный подход будет возможен только при определенном наборе граничных условий (см. график ниже). Если эти ограничивающие критерии превышены лишь в незначительной степени, необходимо рассмотреть возможность адаптации, например, укрепления забора бетонными столбами. Если ограничительные критерии превышены в значительной степени, использование Т-образных ограждений нецелесообразно. Также необходимо учитывать такие факторы, как расположение ограждений, чтобы минимизировать подветренную эрозию, а также близость к береговой линии и продолжительность периода погружения в воду, чтобы минимизировать повреждения корабельными червями. Продолжительность погружения в воду и воздействие волн также влияют на усилия, необходимые для обслуживания.

Мониторинг и техническое обслуживание волноломов

Система мониторинга используется для измерения накопления осадков и контроля состояния Т-образных ограждений. Кроме того, ведется наблюдение за естественным восстановлением мангровых зарослей. В течение первого года после строительства функциональность Т-образных ограждений должна обеспечиваться путем ежемесячных визуальных осмотров и, при необходимости, технического обслуживания. Через год визуальные осмотры и техническое обслуживание должны проводиться как минимум после окончания каждого сезона штормов. Кроме того, можно использовать сезонные GPS-исследования береговой линии во время отлива, чтобы определить, влияют ли Т-образные ограждения на форму береговой линии вблизи. Естественное восстановление мангровых зарослей документируется путем регистрации видов, размеров и плотности или с помощью фотографий с фиксированной точки. Последние также могут быть использованы в качестве простой альтернативы GPS-съемке береговой линии.

Благоприятные факторы
  • Ноу-хау и рабочая сила для проведения регулярных исследований (сбор данных для мониторинга) и регулярных визуальных проверок строительства.
  • Столбы для регистрации вертикальной аккреции на нескольких разрезах.
  • Фотографии с фиксированных точек - простой в использовании инструмент для мониторинга регенерации мангровых зарослей и изменений береговой линии.
  • Измерение уплотнения осадочных пород (плотности ила).
  • Оборудование для GPS-съемки и ноу-хау для долгосрочного наблюдения.
Извлеченный урок

Стандартизированная система мониторинга состояния волнорезов, накопления осадков и естественной регенерации мангровых зарослей имеет решающее значение для оценки долгосрочного успеха Т-образных ограждений. Потребность в техническом обслуживании и ремонте может значительно отличаться на разных участках. Долгосрочное наблюдение, основанное на GPS-исследованиях, должно охватывать соседние участки, чтобы выявить возможные негативные побочные эффекты Т-заборов (эрозия дна). Важно понимать, что после восстановления пойм и создания соответствующего мангрового покрова необходимо принять меры по защите мангровых зарослей, чтобы обеспечить устойчивость береговой защиты. Как только мангровый лес полностью сформируется, необходимость в строительстве волнолома отпадет. Этот процесс может занять несколько лет.

Защита и посадка мангровых деревьев

Бамбуковые Т-образные ограждения используются для восстановления эродированных пойм и баланса мелкодисперсных отложений в качестве предварительного условия для естественного восстановления мангровых лесов, которые затем станут частью эффективной стратегии защиты прибрежных районов. После успешного восстановления участков, пригодных для произрастания мангровых лесов, произойдет их естественное возобновление. Однако очень важно, чтобы мангровые леса были защищены от воздействия человека, иначе цикл деградации/разрушения и дорогостоящего восстановления будет продолжаться непрерывно (см. иллюстрацию в разделе "Как строительные блоки взаимодействуют в решении?"). Лучше всего этого можно добиться, привлекая местное население к эффективной защите и управлению мангровыми лесами посредством совместного управления. Подробнее см. решение "Совместное управление (совместное руководство) природными ресурсами в прибрежной зоне". Если темпы естественной регенерации недостаточны, может потребоваться дополнительная посадка мангровых зарослей. В таких случаях необходимо высаживать соответствующие виды в нужных местах и в нужное время.

Благоприятные факторы

- Лица, принимающие решения, понимают прибрежные процессы и экологию мангровых зарослей. - Все заинтересованные стороны готовы участвовать в совместном управлении (соуправлении) мангровыми лесами.

Извлеченный урок

Совместное управление, или совместное управление, - это подход к устойчивой и эффективной защите и управлению мангровыми лесами. Оно также обеспечивает средства к существованию для местного населения и способствует более эффективному управлению природными ресурсами. Результаты фотомониторинга с фиксированной точки на побережье провинции Сок Транг (Вьетнам) с ноября 2012 г. по январь 2015 г. наглядно демонстрируют влияние Т-заборов на осадконакопление и, как следствие, на естественное возобновление мангровых зарослей. Специалистам по мангровым лесам необходимо хорошо понимать экологию мангровых зарослей, а также прибрежные процессы и морфодинамику. Наиболее эффективный способ посадки мангровых лесов - учиться у природы, то есть подражать тому, как природа сажает растения, какие виды сажает природа и как природа создает видовую зональность. Такая зональность приводит к оптимальной защите побережья за счет ослабления волн надземными корневыми структурами и стабилизации почвы подземными корневыми структурами (см. иллюстрацию в разделе "Как строительные блоки взаимодействуют в решении?").

Воздействие

Технически это решение эффективно для защиты от наводнений, штормовых нагонов и эрозии, а также для увеличения биоразнообразия и доступности экосистемных услуг путем восстановления поймы как предварительного условия для восстановления мангровых зарослей в местах, где поймы были размыты. Мангровые заросли служат питомником, пищей и укрытием для многих водных видов. Они высокопродуктивны, и до 80 % улова прибрежной рыбы во всем мире прямо или косвенно зависит от мангровых зарослей. По оценкам специалистов, стоимость мангровых зарослей составляет от 2 000 до 9 990 долларов США на гектар в год, поэтому они относятся к наиболее экономически ценным экосистемам. Мангровые леса поглощают в 5 раз больше углерода, чем тропические дождевые леса. В финансовом отношении прямые затраты на содержание и ремонт дамб резко сократились. Социально-экономическое воздействие - это безопасность для людей, живущих непосредственно за дамбой, обеспечение средств к существованию за счет улучшения мелкомасштабного рыболовства и аквакультуры.

Бенефициары

Люди, живущие за морскими дамбами и в районах, подверженных наводнениям, рыбаки и фермеры, занимающиеся аквакультурой.

История

Г-жа Са Векенг живет в окрестностях Нополя на побережье провинции Сок Транг, сколько себя помнит. Ее семья жила в достатке: собирала дрова, ловила рыбу, собирала моллюсков и петушков в мангровом лесу и на илистых отмелях, чтобы пополнить доход от своего небольшого рыбного пруда. Многие люди пользовались дорогой рядом с ее домом, чтобы попасть в мангровый лес сразу за земляной дамбой, которая была построена после сильного шторма 20 лет назад. Со временем небольшая тропинка, проложенная через мангровые заросли для доступа к илистым отмелям с их обилием водных ресурсов, таких как мальки бычков, петушки и молодые крабы, стала шире и могла использоваться небольшими рыбацкими лодками. Такое развитие событий привело к эрозии. Со временем она уничтожила 100-метровый участок мангрового леса перед дамбой. В результате госпожа Са Векнг заметила, что во время штормов и приливов волны часто перехлестывают через дамбу и соленая вода заливает ее небольшой огород и дом. Когда дамба оказалась под угрозой разрушения, местные власти потратили много денег, чтобы поднять ее высоту и укрепить фронт габионами и столбами из мелалеуки. После большинства весенних приливов дамбу приходилось снова ремонтировать, как показано на фотографии из Винь Тана (около Нополя). Проект GIZ "Управление природными ресурсами в прибрежной зоне провинции Сок Транг" был призван помочь местным властям найти лучшие решения. Для обеспечения долгосрочной жизнеспособности проект применил экосистемный подход к восстановлению эродированных пойм с помощью Т-образных бамбуковых заборов в качестве предварительного условия для последующего естественного восстановления мангровых зарослей. В мае 2012 года началось строительство Т-образных заборов. Уже во время строительных работ г-жа Са Векенг сказала сотрудникам проекта, что она очень счастлива, так как волны больше не доходят до дамбы, а ее дом больше не подвержен наводнениям и сильному ветру. Всего через год после строительства за Т-образными ограждениями скопилось много отложений, которые начали уплотняться, что позволило мангровым зарослям вновь появиться. На соседнем участке Т-забора проростки Avicennia появились и хорошо росли только через 9 месяцев после завершения строительства Т-забора. Это явный признак того, что Т-заборы вновь создали условия, подходящие для роста мангровых зарослей.

Связь с соавторами
Другие вкладчики
Доктор Клаус Шмитт
Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH
Доктор Штефан А. Гроневольд
Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH