حاجز الأمواج (هيكل)

حاجز الأمواج هو بناء دائم يُشيد على المناطق الساحلية لحماية السفن من المد والجزر والتيارات والأمواج والعواصف. وقد بُنيت حواجز الأمواج منذ القدم لحماية مراسي السفن ، مما يساعد على عزلها عن المخاطر البحرية كالأمواج التي تحركها الرياح. ^{[ 1 ]} يُعرف حاجز الأمواج أيضاً في بعض السياقات باسم الرصيف البحري أو المرفأ ، وقد يكون متصلاً باليابسة أو قائماً بذاته، وقد يحتوي على ممر للمشاة أو طريق لوصول المركبات.

تُعدّ حواجز الأمواج جزءًا من نظام إدارة السواحل ، حيث تُنصب موازيةً للشاطئ للحدّ من التعرية . أما في الشواطئ التي يُهدد فيها الانجراف الساحلي تآكل رمالها، فقد تُنصب هياكل أصغر على الشاطئ، عادةً ما تكون عمودية على حافة الماء. ويهدف تأثيرها على الأمواج والتيارات إلى إبطاء الانجراف الساحلي ومنع تحريك رمال الشاطئ. وفي هذا السياق، يُشار إليها عادةً باسم " الحواجز الرملية" .

تُقلل حواجز الأمواج من شدة حركة الأمواج في المياه الساحلية، وبالتالي توفر ملاذاً آمناً. وقد تكون أيضاً هياكل صغيرة مصممة لحماية الشواطئ ذات الانحدار الطفيف للحد من التعرية الساحلية ؛ وتُوضع على بُعد 30-90 متراً من الشاطئ في مياه ضحلة نسبياً. 

لا يكون المرسى آمنًا إلا إذا كانت السفن الراسية فيه محمية من قوة الأمواج العاتية بواسطة هيكل ضخم يمكنها الاحتماء خلفه. تتشكل الموانئ الطبيعية بفعل حواجز طبيعية كالرؤوس الصخرية والشعاب المرجانية . وقد تم تعزيز أو توسيع بعض الموانئ الطبيعية، مثل تلك الموجودة في خليج بليموث وميناء بورتلاند وشيربورغ ، بواسطة حواجز أمواج صخرية. أما موانئ مولبيري ، فكانت عبارة عن حواجز أمواج متحركة تم سحبها إلى مكانها لإنشاء ميناء اصطناعي خلال غزو الحلفاء لنورماندي عام 1944 .

تشمل أنواع حواجز الأمواج حاجز الأمواج ذو الجدار الرأسي، وحاجز الأمواج التلي، وحاجز الأمواج التلي ذو البنية الفوقية أو حاجز الأمواج المركب.

تم تصميم هيكل كاسر الأمواج لامتصاص طاقة الأمواج التي تصطدم به، إما باستخدام الكتلة (على سبيل المثال باستخدام الصناديق الغاطسة)، أو باستخدام منحدر جداري (على سبيل المثال باستخدام وحدات دروع صخرية أو خرسانية).

في الهندسة الساحلية ، يعتبر الجدار الاستنادي هيكلاً مدعوماً بالأرض بينما يعتبر حاجز الأمواج هيكلاً مدعوماً بالبحر (أي الماء على كلا الجانبين).

مع ازدياد ارتفاع الأمواج التصميمية، تتطلب حواجز الأمواج الصخرية وحدات تدريع أكبر لمقاومة قوى الأمواج. يمكن تشكيل هذه الوحدات من الخرسانة أو الصخور الطبيعية. يبلغ الحد الأقصى القياسي لحجم وحدات تدريع الصخور ، وفقًا لمعيار CIRIA 683 "دليل الصخور"، 10-15 طنًا. قد تتوفر أحجام أكبر، ولكن الحجم النهائي محدود عمليًا بخصائص التصدع الطبيعية للصخور المتوفرة محليًا.

يمكن توفير وحدات التدريع الخرسانية المُشكّلة (مثل دولوس ، إكس بلوك ، تترابود ، وغيرها) بوزن يصل إلى 40 طنًا تقريبًا (كما في جرف الأصفر بالمغرب)، قبل أن تصبح عرضة للتلف بفعل وزنها الذاتي، وتأثير الأمواج، والتشققات الحرارية الناتجة عن الأشكال المعقدة أثناء الصب والمعالجة. أما في المواقع الأكثر عرضة للخطر في المياه العميقة، حيث تتطلب المواقع الأكثر انكشافًا وحدات تدريع ضخمة، فغالبًا ما تُصنع هذه الوحدات من مكعبات خرسانية، وقد استُخدمت بوزن يصل إلى 195 طنًا تقريبًا. ( مؤرشفة بتاريخ 12 مايو 2019 في أرشيف الإنترنت لطرف كاسر الأمواج في بونتا لانجوستيرا بالقرب من لا كورونيا، إسبانيا).

غالبًا ما يُجرى التصميم الأولي لأحجام وحدات التدريع باستخدام معادلة هدسون ، وطريقة فان دير مير، ومؤخرًا طريقة فان جنت وآخرون؛ وقد وُصفت جميع هذه الطرق في دليل CIRIA 683 "دليل الصخور" ، ودليل هندسة السواحل الصادر عن فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي (المتاح مجانًا عبر الإنترنت)، وفي مصادر أخرى. أما بالنسبة للتصميم التفصيلي، فيظل استخدام النماذج الهيدروليكية الفيزيائية المُصغّرة الطريقة الأكثر موثوقية للتنبؤ بالسلوك الفعلي لهذه المنشآت المعقدة.

محاكاة ثلاثية الأبعاد لحركة الأمواج بالقرب من جدار بحري. ميدوس (2011)، قسم الهندسة البحرية بجامعة ساليرنو.

تتعرض حواجز الأمواج للتلف وتجاوز المياه لها في العواصف الشديدة. وقد يكون لبعضها أيضاً تأثير في خلق أنواع فريدة من الأمواج تجذب راكبي الأمواج، مثل موجة "ذا ويدج" في حاجز أمواج نيوبورت.

التأثيرات البيئية

قد يؤدي انخفاض التباين في قاع البحر الناتج عن حواجز الأمواج إلى انخفاض وفرة الأنواع وتنوعها في النظم البيئية المحيطة. ^{[ 6 ]} ونتيجةً لانخفاض التباين وانخفاض الأعماق التي تُحدثها حواجز الأمواج بسبب تراكم الرواسب، يزداد التعرض للأشعة فوق البنفسجية ودرجة الحرارة في المياه المحيطة، مما قد يُخلّ بالتوازن البيئي المحيط. ^{[ 4 ] [ 6 ]}

يوجد نوعان رئيسيان من حواجز الأمواج البحرية (وتُسمى أيضًا حواجز الأمواج المنفصلة): حاجز أحادي وحاجز متعدد. الحاجز الأحادي، كما يوحي اسمه، يتكون من حاجز واحد متصل، بينما تُوضع حواجز الأمواج المتعددة (يتراوح عددها بين اثنين وعشرين) مع وجود فجوات بينها (من 50 إلى 300 متر أو 160 إلى 980 قدمًا ). ويُحدد طول الفجوة إلى حد كبير بأطوال الموجات المتداخلة. قد تكون حواجز الأمواج ثابتة أو عائمة، وغير منفذة أو منفذة للسماح بانتقال الرواسب باتجاه الشاطئ، ويعتمد الاختيار على نطاق المد والجزر وعمق المياه. تتكون عادةً من قطع صخرية كبيرة (جرانيت) يصل وزن  كل منها إلى 10-15 طنًا، أو من أكوام من الأنقاض. ويتأثر تصميمها بزاوية اقتراب الموجة وغيرها من العوامل البيئية. ويمكن أن يكون بناء حاجز الأمواج موازيًا أو عموديًا على الساحل، وذلك حسب متطلبات خط الشاطئ.

• المملكة المتحدة - حاجز الأمواج في بليموث ، ذا ساوند ، بليموث؛ سي بالينغ ، نورفولك؛ إلمر ، غرب ساسكس؛ بريكسهام ، ديفون؛ ساوث غار ، شمال يوركشاير
• الولايات المتحدة - لونغ بيتش ، كاليفورنيا؛ سانتا مونيكا ، كاليفورنيا؛ واجهة بحيرة وسط مدينة شيكاغو ، إلينوي؛ شاطئ وينثروب ، ماساتشوستس؛ شاطئ كولونيال ، فرجينيا؛ روكلاند ، مين
• اليابان - حاجز الأمواج المركزي ، طوكيو؛ إيشيزاكي (檜山石崎郵便局)، محافظة هوكايدو؛ كايكي، محافظة توتوري
• الهند - حاجز الأمواج البحري في أودانغودي لرصيف الفحم الخاص؛ مارين درايف ، مومباي؛ ميناء فيزينجام الدولي، ثيروفانانثابورام ، تريفاندروم
• الإمارات العربية المتحدة - جزر النخيل ، دبي؛ كورنيش أبوظبي
• هونج كونج – مطار كاي تاك ; مطار هونغ كونغ الدولي
• الكويت - مدينة صباح الأحمد البحرية
• أستراليا - نيوكاسل، نيو ساوث ويلز
• باكستان - حاجز مانورا، ميناء كراتشي

• جدار البحر
• مول (معماري)
• حاجز الأمواج العملاق في نهر باول
• حواجز الأمواج في فينيكس
• ميناء

• فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي (1984) – دليل حماية الشواطئ (المجلد الأول والثاني)
• NWH Allsop (2002) – حواجز الأمواج، والمنشآت الساحلية، والخطوط الساحلية .

• صور جوية مائلة من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية - تآكل السواحل الناتج عن عواصف الشتاء المصاحبة لظاهرة النينيو، أكتوبر 1997 وأبريل 1998
• مرصد القناة الساحلية - معرض كاسرات الأمواج
• أشكال وحدات دروع كاسر الأمواج وسنة إدخالها
• شركة سيبول مارين - أنظمة عكس تآكل الشواطئ
• ويف بريك - متخصصون في تخفيف الأمواج
• صفحة IAS Breakwater على فيسبوك