Ny forskning belyser hur mekaniskt placerad sand på stränderna i San Diego County rör sig och dess potentiella effekter. Studien, publicerad i tidskriften Coastal Engineering, kan hjälpa planerare att utveckla strandnäringsprojekt som når sina avsedda mål utan att orsaka oavsiktliga problem. North San Diego County planerar till exempel ett 50-årigt 160 miljoner dollar strandnäringar avsedda att bekämpa översvämningar och erosion, och tillhandahålla rekreationsutrymme för turister.

Den nya studien, genomförd av forskare vid Scripps Institution of Oceanography vid University of California, San Diego, och finansieras delvis av California Sea Grant, analyserade fyra strandnäringsprojekt i San Diego County för att se hur de klarade sig åren efter näringen. Det ger en bättre förståelse för hur näringssand rör sig som svar på vågor och strömmar, vilket kan ge insikt för mer effektiva strandnäringsprojekt i framtiden.

"Det är mycket som inte är känt om hur sand rör sig, "säger Scripps postdoc Bonnie Ludka, som ledde studien. "Om du lägger sand på en strand, det kommer inte bara att ligga på ett ställe. Frågan är, hur länge stannar den där du vill ha den? Och när det rör sig, vart tar det vägen? "

Till exempel, sand placerad på Torrey Pines -stranden norr om San Diego 2001 sköljde bort i en enda storm. Näringssand kan också leda till andra oavsiktliga konsekvenser, som hände vid Imperial Beach, platsen för den största strandnäringen i studien. Där, 138 olympiska simbassänger värda sand lades till stranden hösten 2012. Sanden rörde sig både norrut och söderut längs kusten, och 2016 bidrog till att Tijuana -flodmynningen stängdes. Floden förlorade sin anslutning till havet, vilket leder till extremt koncentrerad förorening och förlust av syre i vattnet som kan orsaka dödsfall av fisk och andra vattenlevande arter.

I studien, Ludka och kollegor studerade 2001 Torrey Pines och 2012 Imperial Beach -projekt samt strandnäringsprojekt vid stränderna i Cardiff och Solana som gjordes 2012. Med hjälp av terränghjulingar, vattenskoter, och andra verktyg, forskargruppen genomförde regelbundna undersökningar av varje strand i över ett decennium för att skapa höjdkartor noggranna ner till några centimeter. Med hjälp av dessa kartor, forskare kunde bedöma hur stranden förändrades med tiden. Med hjälp av ett nätverk av bojar som drivs av Scripps-forskare och en numerisk vågmodell hade de också ett mångdekadalt register över uppskattade vågförhållanden längs kusten.

"Dessa uppgifter gjorde det möjligt för oss att jämföra beteendet på den näringsrika stranden med hur stranden uppförde sig under onödiga tider under liknande vågförhållanden, säger Ludka.

Gå med strömmen

Som nämnts i en tidigare studie av teamet, storleken på sandkornen gjorde stor skillnad i hur långt och snabbt sanden rörde sig. På Torrey Pines, där sand som liknar den ursprungliga kornstorleken användes för ett näringsprojekt 2001, all tillsatt sand tvättas till havs i bara en storm, månader efter att den placerades. Grövre sand som användes vid de andra tre projekten 2012 stannade till stor del på den övre stranden, även genom El Niño vintern 2015-16, som förde exceptionellt energiska vågor till kusten.

Forskarna identifierade också ett mönster i sandrörelse som följde de rådande havsströmmarna i området-på vintern, sandhögarna sträckte sig söderut, medan på sommaren, sanden rörde sig mot norr. Övergripande, södra rörelsen vann, och vid Imperial Beach bidrog till täppningen av Tijuana -mynningen, ett par kilometer söder om placeringsregionen.

Studien visar också att i vissa fall var den totala mängden sand som deponerades eller avlägsnades från en strand naturligtvis till och med större än de mängder sand som tillsattes under näringsprojekten.

Ludka säger "Vi är fortfarande långt ifrån att kunna förutsäga eller modellera hur dessa näringar kommer att utvecklas." Men de noggranna observationerna i denna studie ger en bra första indikation på hur framtida projekt kan gå.

Sandbudgeten

Varför behövs sandnäring i första hand? För en sak, klimatförändringen ger högre havsnivåer, som kan dränka stränder om de inte kan dra sig tillbaka land, vare sig det beror på att stranden inte kan justera eller befintlig infrastruktur. Naturliga eller levande strandlinjeprojekt som bygger upp eller återställer stränder och kärr får uppmärksamhet som ett sätt att bygga motståndskraft inför stigande hav.

Dessutom, sand är en begränsad resurs på Kaliforniens stränder. Ludka förklarar att sand på stränder tenderar att komma från två platser-floder och eroderande klippor. Dammar och klippstabiliseringsprojekt har kvävt sandbidrag från båda dessa källor. Hon förklarar, "Sandbudgeten är som ett bankkonto. Havet gör alltid uttag. Om du inte lägger till sand tillbaka i systemet, stränderna kommer att försvinna. "

Forskarna noterar också att Kalifornien har lagt sand till stränder i årtionden, och i många fall skapades de breda sandstränderna som vi känner till konstgjort genom tillägg av sand som muddrats från hamnar eller andra byggprojekt. Ludka säger, "I framtiden, vi kanske måste fatta svåra beslut om var vi investerar i sandstränder, och där andra stränder överlämnas till sitt öde som bestäms av stigande hav och begränsad sandförsörjning. "