การพัฒนาชายฝั่งด้วยวิธีต่างๆ มักนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสมดุลพลวัต ส่งผลให้เกิดสภาพใหม่ที่อาจไม่พึงประสงค์ สิ่งก่อสร้างชายฝั่งจะทำให้เกิดผลกระทบต่อกระบวนการของชายฝั่ง คือ  (1) เปลี่ยนแปลงคุณลักษณะของตะกอน (2) เปลี่ยนแปลงระดับพลังงานคลื่นที่เข้าสู่ฝั่ง และ (3) เปลี่ยนแปลงอัตราและกระบวนการเคลื่อนที่ของตะกอนชายฝั่ง ตัวอย่างเช่น การสร้างเขื่อนในลำน้ำทำให้ขัดขวางการไหลของตะกอนลงสู่ทะเล ชายฝั่งจะขาดแคลนทรายที่มาหล่อเลี้ยงอย่างเพียงพอ เขื่อนกันคลื่น (breakwater) เขื่อนกันทรายและคลื่น (jetty) และคันดักทราย (groin) จะขัดขวางกระแสน้ำและการเคลื่อนที่ของตะกอนชายฝั่ง จะทำให้ชายฝั่งเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง

สัณฐานของชายฝั่ง

ส่วนประกอบที่สำคัญของชายฝั่ง คือ  backshore ที่ไม่ได้รับอิทธิพลโดยตรงจากคลื่น และ foreshore ซึ่งเป็นบริเวณที่คลื่นไถลขึ้นไปถึง และส่วนที่เป็นพื้นทะเลบริเวณชายฝั่ง (surf zone) โดยที่อาจมีสันดอน (longshore bar) อยู่หนึ่งหรือสองแห่งที่ทอดตัวขนานกับแนวชายฝั่ง ซึ่งเป็นตำแหน่งที่คลื่นเริ่มแตก  คลื่นที่เกิดจากพายุจะกัดเซาะชายฝั่งออกเป็นแนวตรงดิ่ง (scarp) ทรายจะถูกหอบออกสู่ทะเล แต่เมื่อคลื่นลมสงบเดิ่ง (swell) จะพาทรายเข้าหาฝั่งอย่างช้าๆ และก่อตัวเป็นชายหาดตามเดิม  รูปที่ 1 แสดงการเปลี่ยนแปลงรูปร่างชายหาดที่เกิดจากคลื่นในสองฤดูกาล คือ (1) ฤดูมรสุมที่คลื่นมีขนาดใหญ่กัดเซาะชายฝั่ง และ (2) ในสภาวะลมสงบที่คลื่นจะมีความสูงน้อย (เดิ่ง)

 

กระแสน้ำชายฝั่ง

คลื่นที่ทำมุมกับแนวชายฝั่งจะก่อให้เกิดกระแสน้ำที่ไหลขนานไปตามแนวชายฝั่งและพัดพาทรายให้เคลื่อนที่ไปตามชายฝั่ง (รูปที่ 2) ถ้ากระแสน้ำนี้ถูกขัดขวางโดยสิ่งก่อสร้างที่ยื่นลงไปในทะเล (คันดักทราย, เขื่อนกันทรายและคลื่น ฯลฯ) หรือไหลมาบรรจบกันก็จะเลี้ยวเบนออกสู่ทะเล เรียกว่า rip current

การเคลื่อนที่ของตะกอนชายฝั่ง

เนื่องจากคลื่นและกระแสน้ำมีทิศทางแปรเปลี่ยนไปตลอดปี จึงทำให้การเคลื่อนของตะกอนตามแนวชายฝั่งแปรเปลี่ยนไปมา โดยที่อัตราการเคลื่อนที่ของตะกอนในแต่ละทิศทางจะไม่เท่ากัน ซึ่งเมื่อหักลบกันแล้วจะได้อัตราการเคลื่อนที่สุทธิของตะกอนชายฝั่งต่อปี บางครั้งการเกิดพายุอาจจะให้ค่าอัตราการเคลื่อนที่ของตะกอนทิศทางใดทิศทางหนึ่งมากกว่าอัตราเฉลี่ยรายปีของตะกอนอยู่หลายเท่า ซึ่งทำให้เกิดความผิดพลาดอย่างมากต่อการออกแบบโครงสร้างชายฝั่ง

จงอยสันทราย (Sandy Hook) เช่นที่อ่าวปัตตานีและอ่าวปากพนัง เป็นสิ่งบ่งบอกถึงทิศทางการเคลื่อนที่สุทธิของตะกอนชายฝั่งได้เป็นอย่างดี ซึ่งให้ภาพที่สอดคล้องกับการทับถมและกัดเซาะชายฝั่งบริเวณเขื่อนกันทรายและคลื่น ที่สร้างในบริเวณนั้น ในการวางแผนพัฒนาพื้นที่ชายฝั่งจำเป็นต้องทราบถึงปริมาณตะกอน (sediment transport budget) รวมทั้งแหล่งกำเนิดตะกอนชายฝั่ง (Source) อันได้แก่ ตะกอนจากแม่น้ำ จากการกัดเซาะชายฝั่ง การเติมทรายชายฝั่งเพื่อสร้างหาดเทียม เป็นต้น และแหล่งที่สะสมตัวของตะกอน (Sink) ได้แก่ บริเวณปากแม่น้ำที่ซึ่งบางแห่งจะเกิดน้ำนิ่ง (dead tide) และมีตะกอนทรายมาตกเป็นจำนวนมาก บริเวณสิ่งก่อสร้างชายฝั่ง เช่น เขื่อนกันทรายและคลื่น จะมีการงอกของชายหาด การงอกของทรายในลักษณะจงอยและ tombolo นอกจากนี้บริเวณที่มีการขุดทรายออกจากชายฝั่งก็นับเป็นแหล่งที่สะสมตะกอนเช่นกัน การพัดพาทรายออกนอกชายฝั่งโดยพายุ จะทำให้ทรายไม่อาจกลับคืนสู่ฝั่งได้ ลมก็อาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่พัดพาทรายจากชายหาดไปกองเป็นสันทรายบนฝั่งได้

โครงสร้างวิศวกรรมชายฝั่ง

มีโครงสร้างหลายประเภทที่ถูกสร้างขึ้นตามแนวชายฝั่ง ท่าเรือ และปากแม่น้ำต่างๆ สิ่งก่อสร้างเหล่านี้จะเปลี่ยนทิศทางคลื่นและกระแสน้ำ ที่ทำให้เกิดการกัดเซาะหรือการทับถมของตะกอนชายฝั่ง โครงสร้างเหล่านี้อาจจำแนกออกเป็นสามกลุ่ม คือ 1) ที่สร้างตั้งฉากกับแนวชายฝั่ง เช่น คันดักทราย เขื่อนกันทรายและคลื่น (รูปที่ 3)  2) สร้างนอกบริเวณชายฝั่ง เช่น เขื่อนกันคลื่นทั้งแบบจมหรือพ้นน้ำ และ 3) สร้างบนชายหาด ได้แก่ กำแพงตลิ่งทั้งแบบแนวดิ่ง (seawall) และแบบเอียง (revetment) เป็นต้น

 

รูปที่ 3a แสดงรูปร่างของชายฝั่งที่เปลี่ยนไปเนื่องจากเขื่อนกันทรายและคลื่น จะเห็นว่าเกิดการสะสมของตะกอนด้านเหนือ (updrift) ที่จุด A  และบริเวณท้าย (downdrift) ของโครงสร้างที่จุด C ชายฝั่งถูกกัดเซาะในอัตราเดียวกับการตกตะกอนด้านเหนือ โดยที่ชายฝั่งจะปรับตัวให้ขนานกับแนวสันคลื่นที่มากระทำ ลักษณะเช่นนี้จะเห็นได้จากการพังทลายของชายฝั่งที่บ้านบ่อคณที อำเภอปากพนัง ดังแสดงในรูปที่ 4

ในกรณีที่มีการสร้างคันดักทรายหลายๆตัว (รูปที่ 3b) จะพบว่าด้านเหนือของคันดักทรายตัวแรกจะมีทรายมาทับถมจนเต็ม จากนั้นทรายก็จะเคลื่อนไปทับถมคันดักทรายตัวถัดไป อย่างไรก็ตามที่คันดักทรายตัวสุดท้ายจะเกิดการกัดเซาะชายฝั่งอย่างรุนแรง

รูปที่ 5 แสดงเขื่อนกันคลื่นหลายตัวที่วางขนานกับแนวชายฝั่ง ด้านหลังของเขื่อนจะเกิดการตกตะกอนเพราะเกิดสภาพน้ำนิ่งและตื้นเขินในที่สุด ระหว่างช่องว่างของชายฝั่งจะปรับตัวเป็นอ่าวรูปโค้ง อย่างไรก็ตามที่เขื่อนตัวสุดท้ายจะเกิดการกัดเซาะชายฝั่งอย่างรุนแรง

กำแพงตลิ่งเป็นโครงสร้างที่ทำหน้าที่เสมือนเกราะป้องกันชายฝั่งจากคลื่น แต่ถ้าสร้างยื่นล้ำไปในทะเลมันก็จะประพฤติคล้ายกับลักษณะของหัวหาด (headland) ซึ่งจะทำให้เกิดการกัดเซาะชายฝั่งได้ กำแพงตลิ่งแบบเอียงจะส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงชายฝั่งน้อยที่สุด อย่างไรก็ตามชายหาดที่อยู่ด้านหน้าของกำแพงตลิ่งจะถูกพัดพาออกไปในที่สุด เนื่องจากการสะท้อนของคลื่นต่อกำแพงนั้น

การเพิ่มทรายให้ชายฝั่ง

การเพิ่มเสถียรภาพให้ชายฝั่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มทรายให้แก่บริเวณที่มีปัญหา วิธีการนี้ลงทุนน้อยกว่าการสร้างโครงสร้างถาวรแต่ต้องมีแหล่งให้ทรายอย่างเพียงพอ การเพิ่มทรายอาจจำแนกออกเป็นสองประเภทคือ การเติมทรายชายหาด (beach nourishment) โดยนำทรายมาจากแหล่งอื่นนอกชายฝั่งที่มีปัญหา  และการถ่ายเททราย (sand bypassing) (รูปที่ 6) โดยใช้ทรายจากแหล่งสะสมในพื้นที่ใกล้เคียง เช่น บริเวณเขื่อนกันทรายและคลื่น หรือที่ปากแม่น้ำใกล้เคียง ข้อดีของการเติมทรายคือไม่เป็นอันตรายใดๆกับชายหาด แต่ต้องเติมทรายอย่างสม่ำเสมอและมักใช้ร่วมกับการสร้างคันดักทราย นอกจากนี้การเติมทรายยังเป็นการพัฒนาชายหาดให้เป็นแหล่งท่องเที่ยวได้อีกด้วย

สรุป

การควบคุมการกัดเซาะและป้องกันการตกตะกอนชายฝั่ง นับเป็นปัญหาที่กำลังเผชิญอยู่ทั่วไป การเปลี่ยนแปลงของรูปร่างชายหาดในระยะยาว ต้องได้รับการศึกษาไว้ก่อนที่จะทำการออกแบบหรือดำเนินการก่อสร้างโครงสร้างวิศวกรรมชายฝั่งใดๆ โดยเฉพาะชายฝั่งจังหวัดสงขลาและนครศรีธรรมราชที่มีชายหาดทรายเป็นแนวยาวและอ่อนไหต่อการเปลี่ยนแปลงจากคลื่น ลม และกิจกรรมของมนุษย์ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่ของตะกอนกับโครงสร้างชายฝั่งต่างๆจะต้องได้รับการวิเคราะห์อย่างละเอียดและมีติดตามผลกระทบอย่างต่อเนื่อง เพื่อนำมาสรุปเป็นมาตรการป้องกันการกัดเซาะและรักษาชายฝั่ง ทั้งในระยะสั้นและระยะยาวต่อไป ทั้งนี้จากคุณลักษณะของชายฝั่งอ่าวไทยตอนล่าง พบว่าการเติมทรายให้กับชายฝั่งนับเป็นมาตรการที่จะให้ผลที่ดีที่สุด