DK152301B

DK152301B - Process for causing sedimentation of a solid sediment material transported in a body of water, such as a lake, a sea or an ocean

Info

Publication number: DK152301B
Application number: DK285584A
Authority: DK
Inventors: Hans Vesterby
Original assignee: Danmarks Geotekniske Inst
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1988-02-15
Also published as: DK285584A; DK285584D0; DK152301C

Description

iin

DK 152301 BDK 152301 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til at forårsage sedimentering af suspenderet eller på anden måde transporteret fast sedimentmateriale ved overfladen af et porøst lag beliggende under en naturlig vandmasse, såsom en sø, et hav eller et ocean, og langs en 5 grænselinje mellem denne vandmasse og et tilgrænsende landområde.The present invention relates to a method of causing sedimentation of suspended or otherwise transported solid sediment material at the surface of a porous layer located beneath a natural body of water, such as a lake, sea or ocean, and along a boundary line between that body of water and an adjacent land area.

Nogle kyststrækninger og bredder langs oceaner, have, søer og floder såvel som områder af det underliggende lag eller bunden under sådanne vandmasser er udsat for påvirkninger fra bølger eller strømme, hvorved kystlinjerne eller bredderne og det underliggende lag 10 eller bunden til stadighed ændres. Eksempelvis kan havstrømme erodere kysten i visse områder og transportere materiale fra disse til andre områder af havet, hvor materialet udfældes. Langs visse kyststrækninger kan erosionen være så kraftig, at kystlinjen i løbet af nogle få år kan bevæge sig så kraftigt indefter, at bygninger, såsom 15 hoteller, sommerhuse og andre installationer, der oprindeligt var beliggende et væsentligt stykke fra kysten, kommer i fare. Der er derfor blevet udfoldet adskillige anstrengelser for at udvikle effektive metoder til kystsikring. Fra gammel tid har det været kendt at beskytte en kyst ved hjælp af høfder, der strækker sig på tværs af 20 kystlinjen og er beliggende med forholdsvis små indbyrdes afstande. Sådanne høfder er ret effektive, men de er dyre at bygge og at vedligeholde. Høfder anvendes ofte i kombination med massive konstruktioner eller diger, der strækker sig i hovedsagen parallelt med kysten - såkaldte parallelværker - der også modvirker kysterosion. I 25 de senere år er der blevet foretaget forsøg med kunstig tang, der er fremstillet af plast, og som er forankret på havbunden i områder, der er udsat for erosion. Man mente, at kunstig tang ville fremme sedimenteringen af sedimentmateriale, men kystsikring ved hjælp af kunstig tang har imidlertid vist sig at være mindre effektiv end ventet.Some coastal stretches and shores along the oceans, seas, lakes and rivers, as well as areas of the underlying layer or bottom, under such water masses are subject to the effects of waves or currents, thereby continually changing the coastlines or shores and the underlying layer 10 or bottom. For example, ocean currents can erode the coast in certain areas and transport material from these to other areas of the sea where the material is deposited. Along certain coastal stretches, erosion can be so severe that within a few years the coastline can move so strongly that buildings, such as 15 hotels, cottages and other installations that were originally located a considerable distance from the coast, are in danger. Therefore, several efforts have been made to develop effective methods of coastal protection. From ancient times it has been known to protect a coast by means of hips that extend across the 20 coastline and are located at relatively small spacings. Such hips are quite effective, but they are expensive to build and maintain. Hips are often used in combination with massive structures or dikes that extend essentially parallel to the coast - so-called parallel works - that also counteract coastal erosion. For the past 25 years, experiments have been carried out using artificial seaweed made of plastic and anchored to the seabed in areas subject to erosion. It was thought that artificial seaweed would promote the sedimentation of sediment material, but coastal protection using artificial seaweed has been found to be less effective than expected.

30 En ofte anvendt metode til kystsikring er den såkaldte kystfodring.30 One commonly used method of coastal protection is the so-called coastal feeding.

Ved denne metode overføres sand fra dybereliggende områder af havet til stranden eller til havbunden i umiddelbar nærhed af og foran den kyststrækning, der er udsat for erosion, fx ved hjælp af en sandpumper, eller sand kan transporteres til og aflæsses på forstranden 35 ved den udsatte kyst ved hjælp af lastbiler eller andre køretøjer. Da sand, der tilføres på denne måde, efterhånden fjernes som følge afIn this method, sand is transferred from deeper areas of the sea to the beach or to the seabed in the immediate vicinity of and in front of the coastal area which is subject to erosion, for example by means of a sand pump, or sand can be transported to and unloaded on the shore 35 at the exposed coast using trucks or other vehicles. Since sand that is fed in this way is eventually removed as a result

DK 152301 BDK 152301 B

2 materialevandring langs kysten, må kystfodringen for at være effektiv gentages med visse tidsmellemrum. Da den kendte fremgangsmåde til kystfodring indebærer håndtering og transport af store sandmængder og må gentages ret hyppigt, er denne kystsikringsmetode forholdsvis 5 dyr.2 material migration along the coast, the coastal lining to be effective must be repeated at certain intervals. Since the known method of coastal feeding involves the handling and transport of large quantities of sand and must be repeated quite frequently, this coastal protection method is relatively 5 animals.

Tysk patentskrift nr. 835.873 omhandler en fremgangsmåde til landvinding i kystområder ved saltvandssøer eller -have. Denne kendte fremgangsmåde indebærer tilførsel af ferskvand til den saltvandsmæt-tede forstrand. Da ferskvand normalt ikke er tilgængeligt i større 10 mængder i kystområder, er denne kendte fremgangsmåde ikke egnet til brug i større målestok.German Patent Specification No. 835,873 discloses a method for land reclamation in coastal areas by saltwater lakes or gardens. This known method involves supplying fresh water to the saturated beach. Since fresh water is usually not available in larger quantities in coastal areas, this known method is not suitable for large scale use.

Proc. Civ. Engrg. in the Oceans/lll, Newark, Delaware, 1975, Vol.Proc. Civ. Engrg. in the Oceans / III, Newark, Delaware, 1975, Vol.

I, side 142-160, beskriver en eksperimentel undersøgelse, der blev foretaget i en vandbølgerende, der var 15,24 m lang, 0,61 m bred og 15 0,91 m dyb. Et perforeret rør, der strakte sig i vandbølgerendens længderetning (dvs. vinkelret på den simulerede 0,61 m brede kystlinje), dannede et under sandbunden beliggende filtersystem, fra hvilket der blev pumpet vand. Dette systems effektivitet vedrørende stabilisering af offshore-profilen, vedrørende stabilisering af fore-20 shore-profilen og vedrørende erosionen, hvor bølgerne "brækkes", blev bestemt. Det blev konstateret, at det under sandbunden beliggende filtersystem havde en stabiliserende effekt på bundmaterialet i off s hore-zonen, en negligerbar effekt på bølgebrækningserosionen i bølgebrækningszonen og var i stand til at fremskynde aflejringen i 25 foreshore-zonen.I, pages 142-160, describe an experimental study conducted in a waterwave ditch that was 15.24 m long, 0.61 m wide and 15 0.91 m deep. A perforated pipe extending in the longitudinal direction of the water wave end (i.e. perpendicular to the simulated 0.61 m wide coastline) formed a filter system located beneath the sandy bottom from which water was pumped. The effectiveness of this system for stabilizing the offshore profile, for stabilizing the foreshore profile, and for the erosion in which the waves "break" were determined. It was found that the filter system located beneath the sandy bottom had a stabilizing effect on the bottom material of the offshore zone, a negligible effect on the wave breaking erosion in the wave breaking zone, and was able to accelerate deposition in the foreshore zone.

Ved den foreliggende opfindelse er der blevet tilvejebragt en fremgangsmåde til at forårsage sedimentering af suspenderet eller på anden måde transporteret fast sedimentmateriale ved den øverste overflade af et porøst lag under en naturlig vandmasse, såsom en sø, 30 et hav eller et ocean og langs en grænselinje (såsom en kystlinje eller en søbred) mellem denne vandmasse og et tilgrænsende landområde, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der fjernes vand ved hjælp af dræn, der strækker sig langs med og i nærheden af grænselinjen, og som er anbragt under vandmassensIn the present invention, there has been provided a method of causing sedimentation of suspended or otherwise transported solid sediment material at the upper surface of a porous layer under a natural body of water, such as a lake, sea or ocean and along a boundary line. (such as a shoreline or lake shore) between this body of water and an adjacent land area, and the method of the invention is characterized in that water is removed by means of sinks extending along and near the boundary line and located below the body of water.

DK 152301 BDK 152301 B

3 middelvandstand (dagligt vande) i en sådan mængde, at det hydrauliske tryk reduceres i det porøse underliggende lag umiddelbart under dettes overflade og i en zone langs den nævnte grænselinje.3 mean water level (daily water) in such an amount that the hydraulic pressure is reduced in the porous underlying layer immediately below its surface and in a zone along said boundary line.

Det har overraskende vist sig, at fjernelse af vand fra et sådant 5 dræn, der strækker sig langs grænselinjen, væsentligt kan reducere det hydrauliske tryk i det porøse lag eller hav- eller søbunden i en temmelig bred zone af hav- eller søbunden langs drænet. Dette betyder, at sedimentering eller aflejring af sedimentmateriale kan opnås i en temmelig bred zone på den side af grænselinjen eller kystlinjen, 10 hvor vandet befinder sig, uden anvendelse af tværgående dræn. En sådan sedimentering eller aflejring af sedimentmateriale kan fx anvendes til beskyttelse eller sikring af kyster eller søbredder, der,er udsat for erosion, og til landvinding.Surprisingly, it has been found that removal of water from such a drain extending along the boundary line can substantially reduce the hydraulic pressure of the porous layer or sea or lake floor in a fairly wide zone of sea or lake floor along the drain. This means that sedimentation or deposition of sediment material can be achieved in a fairly wide zone on that side of the boundary line or coastline where the water is located, without the use of transverse sinks. Such sedimentation or deposition of sediment material can be used, for example, for the protection or protection of coasts or lakes that are exposed to erosion and for land reclamation.

En formindskelse af det hydrayliske tryk i det porøse underliggende 15 lag, der kan være en hav-, ocean-, sø- eller flodbund, giver anledning til sedimentering, fordi vand bringes til at strømme fra vandmassen ind i det porøse underliggende lag, hvorved sedimentmaterialet, der er suspenderet i vandet eller transporteres langs overfladen af det underliggende lag eller leje, holdes tilbage på dette lag eller 20 leje. Der kan fjernes vand fra drænet kontinuerligt eller diskontinuerligt. Eksempelvis kan fjernelsen af vand finde sted i perioder, hvor der finder nedbrydning sted som følge af uvejr, og fjernelsen af vand kan standses i perioder, hvor der finder en naturlig materialeaflejring sted.A decrease in the hydraulic pressure in the porous underlying layer, which may be an ocean, ocean, lake or river bed, gives rise to sedimentation because water is caused to flow from the body of water into the porous underlying layer, whereby the sediment material suspended in the water or transported along the surface of the underlying layer or bed is retained on that layer or bed. Water from the drain can be removed continuously or discontinuously. For example, the removal of water can occur during periods of degradation due to storms, and the removal of water can be stopped during periods when a natural material deposition takes place.

25 Det dræn, der anvendes ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan være af en hvilken som helst type. Således kan der fx pumpes vand fra et naturligt vandførende lag eller fra et hvilket som helst andet naturligt dræn, fx et af sand dækket gruslag, der strækker sig langs grænselinjen. Der kan i stedet eller yderligere 30 fjernes vand gennem mindst et kunstigt dræn, der er indlejret i det underliggende lag langs grænselinjen eller kystlinjen.The drain used in practicing the method of the invention may be of any type. Thus, for example, water may be pumped from a naturally occurring layer or from any other natural drain, e.g., a sand covered gravel layer extending along the boundary line. Instead, or another 30, water can be removed through at least one artificial drain embedded in the underlying layer along the boundary line or shoreline.

Drænet, fra hvilket der pumpes eller fjernes vand, kan strække sig langs grænselinjen på dennes vandside. For at lette etableringen af 4The drain from which water is pumped or removed can extend along the boundary line on its water side. To facilitate the establishment of 4

DK 152501BDK 152501B

drænet er dette imidlertid fortrinsvis placeret på grænselinjens landside eller i landområdet under grundvandsstanden det pågældende sted. Fjernelse eller pumpning af vand fra et sådant dræn bevirker en sænkning af grundvandsstanden. Det har vist sig, at en sådan 5 sænkning af grundvandsstanden i nærheden af kystlinjen eller på stranden kan forårsage sedimentering af store mængder af sedimentmateriale langs kysten, så at der i løbet af få dage eller uger dannes nyt land umiddelbart uden for den oprindelige kystlinje. Forklaringen på dette fænomen er, at en del af det vand, der skyller op på stran- 10 den som følge af dønninger eller bølgebevægelser, vil sive ned gen nem sandlagene på kysten på grund af den sænkede grundvandsstand. Derfor vil en væsentlig del af det sedimentmateriale, der transporteres af den opskyllende bølge, blive udfældet på kysten og ikke som sædvanlig blive ført med tilbage i havet og søen af den 15 tilbagegående bølge. Følgelig vil kysten efterhånden blive forøget i udadgående retning.however, this is preferably located on the land side of the boundary line or in the land area below the groundwater level at that location. Removing or pumping water from such a drain causes a lowering of the groundwater level. It has been found that such lowering of the groundwater level near the coastline or on the beach can cause sedimentation of large amounts of sediment along the coast, so that in a few days or weeks new land is formed immediately off the original coastline. The explanation for this phenomenon is that part of the water that swells up on the shore as a result of swells or wave movements will seep through the sand layers of the coast due to the lowered groundwater level. Therefore, a significant portion of the sediment material transported by the upwelling wave will be deposited on the coast and not, as usual, carried back into the sea and lake by the receding wave. Consequently, the coast will gradually increase in outward direction.

Grundvandsstanden kan sænkes ved pumpning af vand fra et naturligt dræn af den ovenfor nævnte type og/eller fra mindst én kunstig drænindretning, der er anbragt under jordoverfladen på et sted i 20 nærheden af kystlinjen og under grundsvandsstanden på det pågældende sted. Drænindretningen eller -indretningerne kan være af en hvilken som helst type, der gør det muligt at fjerne eller 'pumpe grundvand derfra i en sådan mængde, at grundvandsstanden sænkes i den ønskede udstrækning. Dræn indretn ingen eller -indretningerne kan 25 fx være én eller flere faskiner, brønde, boringer eller sugespidser, der er anbragt med indbyrdes afstand langs grænselinjen eller kystlinjen. Sådanne med indbyrdes afstand anbragte brønde, boringer, sugespidser eller faskiner kan være indbyrdes forbundet ved hjælp af rør, der eventuelt kan være perforerede, så at de har form af dræn-30 rør.The groundwater level may be lowered by pumping water from a natural drain of the type mentioned above and / or from at least one artificial drainage device located below the ground surface at a location near the coastline and below the groundwater level at that location. The drainage device (s) can be of any type that allows groundwater to be removed or pumped therefrom in such an amount that the groundwater level is lowered to the desired extent. For example, drainage devices or devices may be one or more machines, wells, bores or suction tips spaced apart along the boundary line or shoreline. Such spaced wells, bores, suction tips or machines may be interconnected by means of tubes which may be perforated so as to form drainage pipes.

Hvis der kun anvendes en enkelt eller nogle få tæt ved siden af hinanden anbragte faskiner, brønde, boringer eller sugespidser, vil den deraf forårsagede sedimentering have form af en landtunge, der strækker sig på tværs af den oprindelige kystlinje. En sådan land-35 tunge kan tjene som en slags høfde, der kan beskytte kysten, fordiIf only a single or a few closely adjacent machines, wells, bores or suction tips are used, the resulting sedimentation will take the form of a land tongue extending across the original coastline. Such a land-heavy tongue can serve as a kind of hip that can protect the coast because

DK 152301 BDK 152301 B

5 materialevandringen ændres således, at der bliver tale om sedimentering på forsiden af tungen (regnet i strømretningen).The material migration is changed so that there is sedimentation on the front of the tongue (calculated in the flow direction).

Det ønskes normalt at beskytte eller sikre en forholdsvis lang kyststrækning. I dette tilfælde omfatter drænet fortrinsvis mindst ét 5 drænrør, der er omsluttet af et yderlag af et filtermateriale, der hindrer blokering af rørets perforeringer. Antallet af drænrør, der kan være anbragt i hovedsagen parallelt med den kyst, der skal sikres, kan vælges i afhængighed af den mængde vand, der skal fjernes for at opretholde grundvandsstanden på det ønskede niveau.It is usually desired to protect or secure a relatively long stretch of coast. In this case, the drain preferably comprises at least one drainage pipe enclosed by an outer layer of a filter material which prevents blocking of the pipe's perforations. The number of drainage pipes which may be disposed substantially parallel to the coast to be secured may be selected depending on the amount of water to be removed to maintain the groundwater level at the desired level.

10 Drænet skal anbringes forholdsvis tæt ved kystlinjen, for at man kan opnå den ønskede effekt. Hvis drænet anbringes på landsiden af den daglige højvandslinje, kan drænet uden vanskeligheder anbringes under jordoverfladen og under grundvandsstanden uafhængigt af tidevandet. Imidlertid aftager sedimenteringseffekten, når drænets 15 afstand fra højvandslinjen forøges. For at opnå en god sedimenteringsvirkning skal drænet derfor ikke anbringes for langt fra højvandslinjen. Eksempelvis kan drænet placeres 1-10 m og fortrinsvis ca. 5 m fra den daglige højvandslinje og på dennes landside.10 The drain must be placed relatively close to the shoreline to achieve the desired effect. If the drain is placed on the land side of the daily high water line, the drain can easily be placed below ground level and below groundwater level independently of the tide. However, the sedimentation effect decreases as the drain's distance from the high-water line increases. Therefore, in order to achieve a good sedimentation effect, the drain should not be placed too far from the high-water line. For example, the drain may be placed 1-10 m and preferably approx. 5 m from the daily high water line and on its land side.

Jo mere grundvandsstanden sænkes langs kystlinjen, desto bredere er 20 det hav- eller søområde, i hvilket der opnås en sedimenteringseffekt.The more the groundwater level is lowered along the coastline, the wider the sea or lake area in which a sedimentation effect is obtained.

Den mængde grundvand, der skal pumpes bort fra drænindretningen eller -indretningerne, forøges imidlertid også, når grundvandsstanden sænkes. Et passende kompromis synes at blive opnået, når drænet anbringes 0,5-3 m, fortrinsvis 1-2 m under vandmassens eller havets 25 middelvandstand (dagligt vande).However, the amount of groundwater to be pumped away from the drainage device (s) also increases as the groundwater level is lowered. An appropriate compromise seems to be achieved when the drain is placed 0.5-3 m, preferably 1-2 m below the mean water level (daily water) of the water body or sea.

Generelt vælges placeringen af drænet i forhold til kystlinjen eller grænselinjen, niveauet for drænet og/eller volumenhastigheden for det vand, der fjernes eller pumpes fra drænet og føres tilbage til havet eller vandmassen, i forhold til vandgennemtrængeligheden for det 30 underliggende lag eller sø- eller havbunden og til den ønskede bredde af sedimenterings- eller aflejringszonen langs kystlinjen eller grænselinjen .Generally, the location of the drain is selected relative to the coastline or boundary line, the level of the drain and / or the volume velocity of the water removed or pumped from the drain and returned to the sea or body of water, relative to the water permeability of the underlying layer or sea or sea. seabed and to the desired width of the sedimentation or deposition zone along the coastline or boundary line.

DK 152301 BDK 152301 B

66

Ifølge opfindelsen kan grundvandsstanden sænkes ved fjernelse af vand fra en opadtil åben hulhed eller lavning, såsom en grøft eller et kunstigt eller naturligt bassin, der er beliggende på landsiden af den daglige højvandslinje, og hvis bund er beliggende under niveauet for 5 vandmassens middelvandstand eller under grundvandsniveauet. En sådan hulhed kan erstatte eller, anvendes i kombination med andre typer af dræn eller dræn ind retninger. Der kan pumpes vand fra hulheden for at sænke grundvandsstanden. Når vandmassen er underkastet tidevandsbevægelser eller er udsat for store bølger, kan 10 der fjernes vand fra hulheden gennem mindst én kanal, der strækker sig fra et indløb beliggende i hulheden og under vandmassens middelvandstand til et udløb, der også er anbragt under denne middelvandstand således, at der kan strømme vand fra hulheden til vandmassen under indflydelse af tyngdekraften, når vandmassens vandstand er 15 lavere end vandstanden for vandet i hulheden. I et sådant tilfælde, hvor der er tale om tidevandsbevægelser, kan grundvandsstanden sænkes i visse perioder af døgnet under indflydelse af tyngdekraften.According to the invention, the groundwater level can be lowered by removal of water from an upwardly open cavity or lavage, such as a ditch or artificial or natural basin located on the land side of the daily high-water line, and whose bottom is below the level of the mean water level or below groundwater level. Such a cavity can replace or be used in combination with other types of sinks or sinks. Water from the cavity can be pumped to lower the groundwater level. When the body of water is subject to tidal movements or is exposed to large waves, water can be removed from the cavity through at least one channel extending from an inlet located within the cavity and below the mean water level of an outlet to an outlet also located below this mean water level. that water can flow from the cavity to the water mass under the influence of gravity when the water level of the water mass is 15 lower than the water level of the water in the cavity. In such a case of tidal movements, the groundwater level can be lowered during certain periods of the day under the influence of gravity.

Der kan da eventuelt pumpes vand fra hulheden eller lavningen i de resterende perioder.Water may then be pumped from the cavity or lavage during the remaining periods.

20 Når fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes til sikring af en kyststrækning ved dannelse af nyt land uden for den oprindelige kystlinje, betyder en sådan kystsikring i realiteten også indvinding af en smallere eller bredere landstrimmel. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gør det imidlertid muligt at indvinde mere land, end det er 25 muligt ved hjælp af konventionelle kystsikringsmetoder. Når der uden for den oprindelige kystlinje er blevet dannet et første stykke nyt land ved sænkning af grundvandsstanden i overensstemmelse med opfindelsen, er det således muligt at etablere et eller flere dræn i det første stykke nye land, så at grundvandsstanden i dette sænkes, 30 hvorved der dannes et andet stykke nyt land uden for det første stykke nye land. Denne procedure kan gentages, indtil man har skabt et ønsket område af nyt land. Det nyindvundne land kan beskyttes ved hjælp af konventionelle midler, fx ved hjælp af høfder, diger eller lignende konstruktioner. Det er imidlertid også muligt at sikre den 35 nye kyst ved permanent at holde grundvandet på et forudbestemt, sænket niveau, der er tilstrækkeligt til at holde kystprofilen i en ligevægtstilstand.When the method according to the invention is used to secure a coastline by forming new land outside the original coastline, such coastal protection also in effect also means the recovery of a narrower or wider land strip. However, the method according to the invention makes it possible to recover more land than is possible by conventional coastal protection methods. Thus, when a first piece of new land has been formed outside the original coastline by lowering the groundwater level in accordance with the invention, it is possible to establish one or more sinks in the first piece of new land so that the groundwater level thereof is lowered, thereby another piece of new land is formed outside the first piece of new land. This procedure can be repeated until a desired area of new land has been created. The newly recovered land can be protected by conventional means, for example by means of hips, dikes or similar structures. However, it is also possible to secure the 35 new coast by permanently keeping the groundwater at a predetermined, lowered level sufficient to keep the coastal profile in a state of equilibrium.

DK 152301 BDK 152301 B

77

Reduktionen af det hydrauliske tryk i det porøse underliggende lag ved pumpning af vand direkte fra et dræn kan opretholdes permanent. Det er imidlertid også muligt at standse fjernelsen af vand fra drænet, når der er blevet opbygget en passende forstrand, eller når 5 et passende lag af sedimentmateriale er blevet opbygget, og fjernelsen af vand fra drænet kan genoptages, når forstranden eller laget af sedimentmateriale er blevet mere eller mindre fjernet af den normale indvirkning af bølger og strømme eller eventuelt i forbindelse med en storm.The reduction of the hydraulic pressure in the porous underlying layer by pumping water directly from a drain can be permanently maintained. However, it is also possible to stop the removal of water from the drain when a suitable foreshore has been constructed or when a suitable layer of sediment material has been built up and the removal of water from the drain can be resumed when the foreshore or layer of sediment material is been more or less removed by the normal impact of waves and currents or possibly in the event of a storm.

10 Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk og set fra oven viser underjordiske drænrør anbragt langs en kystlinje, fig. 2 er et tværsnit, der viser de i fig. 1 viste drænrør i større 15 målestok, fig. 3 er et tværsnit i en kyst, hvor der er etableret en grøft, som strækker sig langs kystlinjen, fig. 4 illustrerer, hvordan et bøjeligt drænrør kan anbringes i jorden i et kystområde, og 20 fig. 5 viser set i perspektiv og i snit bøjelige drænrør med en kappe af filtermateriale anbragt i sand eller et andet materiale.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which: FIG. 1 is a schematic top view of underground drainage pipes located along a coastline; FIG. 2 is a cross-sectional view showing those of FIG. 1 on a larger scale, FIG. Fig. 3 is a cross-section of a coast where a ditch extending along the coastline has been established; 4 illustrates how a flexible drainage pipe can be placed in the ground in a coastal area, and FIG. 5 shows, in perspective and section, flexible drain pipes with a sheath of filter material placed in sand or other material.

Med det formål at levere saltvand til akvarier for saltvandsfisk og til store varmepumper blev der på landsiden af, men tæt ved en kystlinje 9 ved Skagerak i nærheden af Hirtshals Havn i jorden nedlagt dræn-25 ledninger 10 som illustreret i fig. 1. Disse drænledninger 10 var forbundet med en pumpestation 11, som viste sig at være i stand til at levere den nødvendige mængde saltvand fra drænledningerne til saltvandsakvarierne. Efter forholdsvis kort tids forløb var den saltvandsmængde, der kunne leveres fra drænrørene, imidlertid blevet 30 væsentligt reduceret, og da vandforsyningssystemet havde været i funktion i ca. 1 uge, var den mængde saltvand, der kunne leveres af drænledningerne 10, helt utilstrækkelig for det tilsigtede formål. Grunden var en sandaflejring, der i fig. 1 er antydet med en punkteret linje 12, og som havde dannet sig i et hjørne mellem den kyst-35 linje 9, langs hvilken drænrørene 10 var anbragt, og en tilgrænsende, tværgående havnemole 13.With a view to supplying salt water to aquariums for saltwater fish and to large heat pumps, drainage lines 10 were laid down on the land side of, but close to, a coastline 9 at Skagerak near Hirtshals Harbor in the ground. 1. These drainage lines 10 were connected to a pumping station 11 which was found to be capable of supplying the required amount of saline from the drainage lines to the saltwater aquariums. However, after a relatively short time, the amount of saline that could be delivered from the drainage pipes had been substantially reduced, and since the water supply system had been in operation for approx. 1 week, the amount of saline that could be supplied by the drainage lines 10 was completely insufficient for the intended purpose. The plot was a sand deposit which in fig. 1 is indicated by a dotted line 12 which had formed in a corner between the coastline line 9 along which the drainage pipes 10 were arranged and an adjacent transverse port mole 13.

DK 152301 BDK 152301 B

88

For at genskabe den nødvendige kapacitet for saltvandsforsyningen blev flere drænrør 14 lagt ned langs en 220 m lang strækning af kysten i fortsættelse af drænrørene 10. De nye drænrør 14 blev forbundet med de først nedlagte drænrør 10 på et forbindelsessted 5 15, hvor indløbet til pumpestationen 11 også var anbragt. Den 220 m lange trækning, hvor de nye drænrør 14 blev anbragt, blev opdelt i en første længde på 100 m grænsende op til forbindelsespunktet 15, en anden længde på 50 m, en tredje længde på 50 m og en fjerde længde på 20 m som angivet i fig. 1. Drænrørene 14 omfattede seks 10 parallelle og med indbyrdes afstande anbragte rør, der forløb langs den første længde, fire drænrør, der strakte sig langs den anden længde, tre drænrør, der strakte sig langs den tredje længde, og et enkelt drænrør, der strakte sig langs den fjerde længde. Drænrørene 14 blev nedlagt i en grøft, som blev gravet på landsiden af kystlinjen 15 eller den daglige højvandslinje 9 og ca. 5 m fra denne, og for at lette gravningen af grøften blev der på begge sider af denne anbragt sugespidser med en indbyrdes afstand på 1 m for at fjerne grundvand.In order to restore the necessary capacity for the salt water supply, several drainage pipes 14 were laid down along a 220 m stretch of the coast in continuation of the drainage pipes 10. The new drainage pipes 14 were connected to the first drained pipes 10 at a connection point 5 where the inlet to the pumping station 11 was also placed. The 220 m long draw, where the new drainage pipes 14 were placed, was divided into a first length of 100 m adjacent to the connection point 15, a second length of 50 m, a third length of 50 m and a fourth length of 20 m as shown in FIG. 1. The drainage pipes 14 comprised six parallel and spaced parallel tubes extending along the first length, four drainage pipes extending along the second length, three drainage pipes extending along the third length, and a single drainage pipe extending along the second length. extended along the fourth length. The drainage pipes 14 were laid in a ditch which was dug on the land side of the coastline 15 or the daily high water line 9 and approx. 5 m from this, and to facilitate the excavation of the trench, suction tips at a distance of 1 m from each other were placed to remove groundwater.

Fig. 2 viser et tværsnit i grøften tæt ved forbindelsesstedet 15, hvor 20 seks drænrør 14 blev anbragt side om side i bunden af grøften.FIG. 2 shows a cross-section of the trench close to the junction 15, where 20 six drainage pipes 14 were placed side by side at the bottom of the trench.

Hvert af drænrørene 14 var et korrugeret, perforeret, bøjeligt rør fremstillet af polyvinylchlorid med en inderdiameter på 185 mm og en yderdiameter på 200 mm. Drænrørene 14 blev som vist i fig. 2 nedlagt i et leje omfattende et inderlag 16 af grus med en kornstørrelse på 25 4-10 mm og et yderlag 17 af sand med en kornstørrelse på 0,5-2 mm.Each of the drainage pipes 14 was a corrugated, perforated, flexible pipe made of polyvinyl chloride with an inner diameter of 185 mm and an outer diameter of 200 mm. The drain pipes 14 were shown in FIG. 2 laid down in a bed comprising an inner layer 16 of gravel with a grain size of 4-10 mm and an outer layer 17 of sand with a grain size of 0.5-2 mm.

Det ydre sandlag 17 blev dækket af et yderligere lag 18 af rent sand, og laget 18's overflade blev placeret på 0-niveau, dvs. på niveau med havets middelvandstand (dagligt vande) og blev dækket med en plastfolie 19 med en tykkelse på 0,15 mm. Den tilbageværende øverste del 30 af grøften blev fyldt op til jordniveau med jord 20, der hovedsageligt bestod af sand. Dræn rørene 14 blev lagt således, at de forløb fra kote -2 (dvs. 2 m under dagligt vande) med en opadgående hældning fra 3 til 5 promille til kote -1,25 (1,25 m under dagligt vande). Terrænniveauet var på det pågældende sted ca. 1/2 m over dagligt vande.The outer sand layer 17 was covered with a further layer 18 of pure sand and the surface of the layer 18 was placed at 0 level, ie. at the level of the sea's mean water level (daily water) and was covered with a plastic film 19 with a thickness of 0.15 mm. The remaining upper part 30 of the trench was filled up to ground level with soil 20, consisting mainly of sand. The drainage pipes 14 were laid so that they proceeded from trough -2 (ie 2 m below daily water) with an upward slope from 3 to 5 per milliliter to trough -1.25 (1.25 m under daily water). The terrain level at that site was approx. 1/2 m above daily water.

DK 152301 BDK 152301 B

99

Da drænrørene 14 var blevet nedlagt og forbundet med pumpestationen 11, var de i begyndelsen i stand til at levere en saltvandsmæng- 3 de svarende til ca. 2 m pr. time for hver meter af det 220 m lange dræn. Dette betyder, at drænrørene 14 var i stand til at levere ca.When the drainage pipes 14 had been shut down and connected to the pumping station 11, they were initially able to supply a quantity of saline 3 corresponding to approx. 2 m per hour for every meter of the 220 m long drain. This means that the drainage pipes 14 were able to deliver approx.

3 5 440 m pr. time. Da drænsystemet havde været i uafbrudt anvendelse 3 . i 1 uge, var den maksimale vandmængde kun 0,5 m pr. time pr. meter af dræn, og der fremkom en landtilvækst på ca. 30 m mellem kystlinjen 9 og en ny kystlinje 35 langs drænledningerne 14, som det er antydet med en stiplet linje i fig. 1.3 5 440 m pr. hour. Since the drainage system had been in continuous use 3. for 1 week, the maximum amount of water was only 0.5 m per day. per hour meters of sinks, and land growth of approx. 30 m between the coastline 9 and a new coastline 35 along the drainage lines 14, as indicated by a dotted line in FIG. First

10 Der blev endvidere i sandaflejringen 12 etableret en faskine 21, og denne faskine blev forbundet med drænrørene 10. Da faskinen havde været i funktion i et stykke tid, var der blevet dannet en sandtange, der strakte sig på tværs af kystlinjen, som det i fig. 1 er antydet med en punkteret linje.Furthermore, in the sand deposit 12, a machine 21 was established, and this machine was connected to the drainage pipes 10. As the machine had been in operation for a while, a sand plier extending across the coastline was formed, as in FIG. 1 is indicated by a dotted line.

15 Det ovenfor i forbindelse med fig. 1 og 2 beskrevne drænsystem var ikke etableret med det formål at foretage kystsikring eller landvinding, men ikke desto mindre blev der opnået en væsentlig sedimentering af sand langs kysten, hvor drænrørene 10 og 14 var anbragt. Sedimenteringen blev opnået, fordi pumpningen af store mængder 20 saltvand fra drænrørene 10 og 14 forårsagede en væsentlig sænkning af grundvandsstanden i det område, hvor drænrørene var anbragt, og den deraf følgende reduktion af det hydrauliske tryk i forstrandslagene blev overført til det tilgrænsende havbundslag, hvorved saltvand strømmede ind i havbundslaget for at kompensere reduktionen i 25 hydraulisk tryk, og det i havvandet suspenderede sedimentationsmateriale blev derved bragt til at udfældes på havbunden.15 The above in connection with FIG. The drainage system described in paragraphs 1 and 2 was not established for the purpose of coastal protection or land reclamation, but nonetheless, significant sedimentation of sand along the coast where drainage pipes 10 and 14 were located was obtained. The sedimentation was achieved because the pumping of large amounts of saline from the drainage pipes 10 and 14 caused a significant lowering of the groundwater level in the area where the drainage pipes were placed, and the consequent reduction of the hydraulic pressure in the preliminary layers was transferred to the adjacent seabed layer, whereby saline flowed into the seabed to compensate for the reduction in hydraulic pressure, and the sedimentation material suspended in the seawater was thereby precipitated on the seabed.

Fig. 3 viser skematisk et tværsnit i en strand eller kyst langs et hav 22, der er udsat for tidevandsbevægelser mellem et niveau 23 ved flod og et niveau 24 ved ebbe. En grøft 25 er udformet på landsiden af og 30 tæt ved kystlinjen 26. Grøften 25's bundflade 27 er anbragt under dagligt vande 28 og fortrinsvis tæt ved ebbeniveauet 24, og hvert af et antal vandudløbsrør eller -kanaler 29 er forsynet med en ventil eller et spjæld 30 og strækker sig fra den nederste del af grøften 25 til en position omkring ebbeniveauet 24. Grøften kan i stedet ellerFIG. 3 schematically shows a cross-section of a beach or coast along a sea 22 which is subject to tidal movements between a level 23 at the river and a level 24 at the ebb. A trench 25 is formed on the land side of and 30 near the coastline 26. The bottom surface 27 of the trench 25 is arranged under daily water 28 and preferably close to the ebb level 24, and each of a plurality of water outlet pipes or channels 29 is provided with a valve or damper. 30 and extending from the lower portion of the trench 25 to a position about the ebb level 24. The trench may instead or

DK 152301 BDK 152301 B

10 yderligere være forsynet med en pumpe 31, der har et indløbsrør 32, der strækker sig fra bunden af grøften 25, og et udløbsrør 33, der udmunder i havet 22.10 is further provided with a pump 31 having an inlet pipe 32 extending from the bottom of the ditch 25 and an outlet pipe 33 opening into the sea 22.

Hvis der ikke blev fjernet vand fra grøften 25, ville vandniveauet i 5 grøften svare til grundvandsstanden i det tilgrænsende kystområde. Ventilerne 30 og udløbsrørene 29 kan åbnes, når havvandsniveauet som følge af tidevandsbevægelserne ligger under grundvandsstanden. Vandet 34 vil begynde at strømme ud i havet gennem udløbsrørene 29, hvorved grundvandsniveauet i det tilgrænsende område sænkes.If no water was removed from the ditch 25, the water level in the 5 ditch would correspond to the groundwater level in the adjacent coastal area. Valves 30 and outlet pipes 29 can be opened when the seawater level is below the groundwater level due to the tidal movements. The water 34 will begin to flow into the sea through the outlet pipes 29, thereby lowering the groundwater level in the adjacent area.

10 Ventilerne 30 lukkes fortrinsvis, når havvandsniveauet begynder at stige fra ebbeniveauet 24, og i hvert fald før havvandsniveauet når det niveau, på hvilket udløbsrørene 29 står i forbindelse med grøften 25, så at man undgår, at der strømmer havvand tilbage i grøften 25 gennem rørene 29. Sænkningen af grundvandsniveauet, der udeluk-15 kende opnås ved hjælp af tyngdekraften, kan forårsage sedimentering af sedimentmateriale på havbunden som forklaret ovenfor. Denne effekt kan yderligere forstærkes, hvis der pumpes vand fra grøften 25 ved hjælp af pumpen 31, når ventilerne 30 er lukket. Ventilerne 30's funktion kan fx fjernstyres i afhængighed af det faktiske hav-20 vandsniveau og af niveauet for vandet 34 i grøften 25. Ventilerne 30 kan i stedet være simple envejsventiler, der kun tillader vand at strømme fra grøften 25 og ud i havet, men ikke i modsat retning.The valves 30 are preferably closed when the seawater level starts to rise from the ebb level 24, and at least before the seawater level reaches the level at which the outlet pipes 29 are in contact with the ditch 25, to prevent seawater from flowing back into the ditch 25 through the pipes 29. The lowering of the groundwater level, which is achieved solely by gravity, can cause sedimentation of sediment on the seabed as explained above. This effect can be further enhanced if water is pumped from the trench 25 by the pump 31 when the valves 30 are closed. For example, the function of the valves 30 can be remotely controlled depending on the actual sea-water level and the level of the water 34 in the trench 25. The valves 30 may instead be simple one-way valves that only allow water to flow from the trench 25 into the sea, but not in the opposite direction.

Fig. 4 illutrerer skematisk en fremgangsmåde til nedgravning af et drænrør eller en drænledning 36 i jorden 45 langs en kyst. Drænrøret 25 36 er som vist i fig. 4 opviklet på en spole 39, der er drejeligt monteret på den bageste ende af en traktor 46. Dræn røret 36 føres fra spolen 39, gennem et lederør 41 og bevæges ud af dette lederør 41 gennem en bagudbøjet endedel 42 af røret. Denne endedel 42 er monteret på en plov 43, der danner en fure til optagelse af drænrøret 30 36 i sandet eller jorden 45. Furen vil falde sammen omkring drænrøret 36, når dette er blevet nedlagt i furen. Ploven 43 er ophængt ved hjælp af lederøret 41 og et par wirer 44 (på tegningen er der kun vist en enkelt), så at ploven kan bevæges lodret til en ønsket dybde.FIG. 4 schematically illustrates a method for burying a drainage pipe or drainage pipe 36 in the soil 45 along a coast. The drain pipe 25 36 is shown in FIG. 4 wound on a coil 39 pivotally mounted on the rear end of a tractor 46. The drain tube 36 is passed from the coil 39 through a guide tube 41 and is moved out of this guide tube 41 through a rearwardly bent end portion 42 of the tube. This end portion 42 is mounted on a plow 43 which forms a groove for receiving drainage pipe 30 36 in the sand or soil 45. The groove will collapse around the drainage pipe 36 when this has been deposited in the groove. The plow 43 is suspended by the guide tube 41 and a pair of wires 44 (only one is shown in the drawing) so that the plow can be moved vertically to a desired depth.

På den ovenfor beskrevne måde kan der nedgraves flere parallelle, 35 med indbyrdes afstande anbragte drænrør 36 i en strand eller langsIn the manner described above, several parallel, spaced-apart drainage pipes 36 can be buried in a beach or along

DK 152301 BDK 152301 B

11 en søbred, hvor man ønsker at frembringe sedimentering af sedimentmateriale, fx for at stabilisere kysten eller for at indvinde land.11 a lake shore where it is desired to produce sedimentation of sediment material, for example to stabilize the coast or to recover land.

Fig. 5 viser en sandmasse 47, der fx kan være en del af forstranden langs en kystlinje. De paralleltløbende, med indbyrdes afstande an-5 bragte, perforerede drænrør 36, der er indlejret i sandmassen 47, er omsluttet af en kappe 48, der skal hindre, at drænrørene 36's perforeringer 49 blokeres af sandskorn eller andre partikler. Kapperne kan fx være fremstillet af et fibrøst materiale og kan så være anbragt omkring drænrøret 36, når dette er opviklet på spolen 39 og nedlæg-10 ges som illustreret i fig. 4 og 5. Kappen 48 af fibrøst materiale kan erstattes af et filterlag af sand eller grus med en kornstørrelse, der overstiger diameteren for perforeringerne 49, og som hindrer sand og andre partikler med en mindre kornstørrelse i at passere gennem. Et filtermateriale af denne type kan fx hældes i den fure, der dannes af 15 ploven 43.FIG. 5 shows a mass of sand 47 which may, for example, be part of the shoreline along a coastline. The parallel, spaced-apart, perforated drainage pipes 36 embedded in the sand stock 47 are enclosed by a sheath 48 to prevent the perforations 49 of the drainage pipes 36 from being blocked by sand grains or other particles. For example, the caps may be made of a fibrous material and may then be disposed around the drain pipe 36 when wound on the coil 39 and laid down as illustrated in FIG. 4 and 5. The fibrous material sheath 48 may be replaced by a sand or gravel filter layer having a grain size exceeding the diameter of the perforations 49 and preventing sand and other particles of a smaller grain size from passing through. For example, a filter material of this type may be poured into the groove formed by the plow 43.

Det er klart, at der inden for opfindelsens rammer kan foretages forskellige ændringer og modifikationer af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde. Sedimenteringseffekten kan eksempelvis forøges, hvis der pumpes vand fra dræn, som er nedlagt i et havbundsområde, der 20 ligger i nærheden af en kyst, hvor grundvandsstanden samtidig sænkes på landsiden.It is to be understood that within the scope of the invention, various changes and modifications to the process described above can be made. The sedimentation effect can be increased, for example, if water is pumped from sinks, which are deposited in a seabed area 20 located near a coast, where the groundwater level is simultaneously lowered on the land side.

Claims

A method of causing sediment transported solid sediment material to be deposited at the upper surface of a porous layer beneath a natural body of water, such as a lake, sea or ocean, and along a boundary line between that body of water and an adjacent land area, characterized by removing water by means of a drain extending along and near said boundary line, which is placed below the mean water level of the body of water, in an amount such that the hydraulic pressure is reduced in the porous underlying layer immediately below it. upper surface of a zone along said boundary line.

Method according to claim 1, characterized in that the drain is placed in the land area and 15 below the groundwater level at that location.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the drain comprises at least one perforated drain pipe, which is enclosed by an outer layer of a filter material to prevent blocking of the pipe perforations.

Method according to claim 3, characterized in that the filter material is a layer of sand or gravel with a thickness of at least 15 cm.

Process according to claim 3, characterized in that the filter material is a fibrous plastic material.

Method according to claim 2, characterized in that the drain comprises an upwardly open cavity, such as a trench or basin, with a bottom located below the groundwater level. “DK 152301 B

Method according to claim 6, wherein the body of water is subjected to tidal or large wave movements, characterized in that the water is removed from the cavity through at least one channel extending from an inlet located in the cavity 5 below the mean water level of the body to an outlet which is also placed below this mean water level such that water is fed from the cavity to the body of water under the influence of gravity when the body of water of the body is below the level of water in the cavity.

Method according to claim 7, 10, characterized in that the channel is opened when the water level of the water mass is lower than a predetermined level below the water level in the cavity and is closed when the water level water level is above this predetermined level.

Process according to any one of claims 1-8, 15, characterized in that water is removed in such an amount that the hydraulic pressure is reduced in the porous underlying layer in a zone of 5-100 m width, preferably 10-50 m, across the boundary line.

Method according to claim 9, 20, characterized in that the zone width is approx. 30 m.

Process according to any one of claims 1-10, characterized in that water is removed from the drain in an amount of 0.1-5 and preferably 0.5-2 m per meter. hour for each meter of drain length.

Method according to any one of claims 1-11, characterized in that the drain is placed 0.5-3 and preferably 1-2 m below the mean water level of the body of water.