Effect of porosity and submergence of detached homogeneous rubble mound breakwaters on wave transmission and short term coastal erosion - A numerical study

Mojabi, Seyed, Moin

doi:10.24355/dbbs.084-201906251138-0

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Effect of porosity and submergence of detached homogeneous rubble mound breakwaters on wave transmission and short term coastal erosion - A numerical study

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Coastal beaches are permanently threatened by erosion, so that efficient solutions for their protections with less environmental impacts are increasingly required. Among the diverse protective structures against coastal erosion, submerged porous breakwaters (SPBs) have long been recognized as one of the most environmentally friendly types of coastal structures. However, the failures experienced in diverse SPB projects worldwide have well-revealed the current knowledge gaps and the high uncertainty in the assessment of the protective efficacy of SPBs. As such reakwaters are usually highly porous, one of the most crucial knowledge gaps is the effect of structure porosity on their protective efficacy, along with the effect of structure submergence. It is worth to mention that the former effect has not yet been considered in any of the current models and predictive formulae for SPBs. Therefore, the overall objective of this PhD study is to improve the current knowledge and modelling of the processes underlying the effect of porosity, combined with the effect of submergence, on both wave transmission and subsequent short-term coastal erosion.

Küstenstrände unterliegen einer ständigen Erosion, so dass effiziente Maßnahmen zu deren Schutz zunehmend benötigt werden, bei denen weniger Auswirkungen auf die Umwelt zu erwarten sind. Aus den diversen Schutzwerken gegen Küstenerosion, durchlässige Unterwasser-Wellenbrecher (DUW) gehören längst zu den umweltfreundlichsten Bauwerkstypen für den Küstenschutz. Jedoch haben die Versagensfälle in diversen DUW-Projekten weltweit große Wissenslücken und Unsicherheiten bei der Bewertung der Schutzwirkung und Wirksamkeit der DUW aufgezeigt. Da solche Wellenbrecher im Allgemeinen eine hohe Porosität haben, bezieht sich eine der kritischsten Wissenslücken insbesondere auf den Einfluss der Porosität auf die Schutzwirksamkeit der DUW, einschließlich des Einflusses der Tauchtiefe. Dabei ist zu unterstreichen, dass der erstgenannte Einfluss in keiner der bisherigen Modelle und Berechnungsansätze für DUW berücksichtigt wird. Daher besteht das Hauptziel dieser Dissertation in der Verbesserung des erständnisses und der Modellierung der Prozesse, die dem Einfluss der Porosität und der Tauchtiefe der DUW auf die Wellentransmission sowie auf die anschließenden kurzfristigen Veränderungen der Küstenerosion unterliegen.