HDOT 主任埃德温·斯尼芬 (Edwin Sniffen) 表示:“卡雷洛亚的成功可以为保护整个夏威夷及其他地区的脆弱海滩树立先例。” “我们不仅仅是保护我们的海滩;我们正在建立一个可持续、自我维持的生态系统。通过与 DARPA 和夏威夷大学合作,我们正在帮助夏威夷成为基于自然的海岸工程领域的世界领导者。”

在 DARPA 的资助下,我们与夏威夷大学、Makai Engineering、Kuleana Coral Restoration 和其他合作伙伴合作,研究、开发和部署了混合珊瑚礁结构。放置后,结构的所有权将转移给 HDOT。
该项目第一年的监测和维护由该州的绿色费计划资助,该计划支持保护和恢复夏威夷自然资源的保护和环境举措。这项投资将支持海堤天然替代方案的首次大规模示范,旨在减少海岸侵蚀、波浪破坏和风暴潮,同时改善海洋环境。
州长乔什·格林 (Josh Green) 表示:“绿色法案旨在投资创新解决方案,为子孙后代保护夏威夷人民、自然资源和经济。卡雷洛亚混合珊瑚礁项目正是我们所设想的开创性合作伙伴关系,它将科学、创新和环境管理相结合,以加强我们的海岸并保护使夏威夷独一无二的自然资源。”
DARPA Reefense 项目经理凯瑟琳·坎贝尔 (Kathryn Campbell) 表示:“通过 Reefense,DARPA 正在重新构想海岸防御,将尖端科学与适应性生物学相结合,以保护关键基础设施免受波浪破坏、侵蚀和风暴潮的影响。” “我们与夏威夷大学、州领导层和卡雷洛亚当地合作伙伴的合作将把高风险、高回报的国防研究转变为可扩展的、现实世界的解决方案,保护关键的运输走廊,同时加强周围的海洋生态系统。”
一场“活的”洪水。

Kalaeloa 混合礁是 UH 开发的活礁,旨在减少波浪能并改善自然环境。该系统由 60 个模仿多孔混凝土珊瑚礁的工程结构组成,在夏威夷制造,可消散波浪能量,同时引导水流过珊瑚礁。附着在结构上的珊瑚住宿模块支持本地珊瑚的吸引和生长,而专门开发的生物材料则可以排斥竞争性藻类并加速珊瑚生长。这些和其他经过验证的技术使珊瑚礁能够随着时间的推移演变成一个健康、自我维持的生态系统。
项目地点位于卡雷洛亚港以南一片贫瘠的硬岩底部地区。尽管项目现场的活珊瑚数量很少,但 Kalaeloa 的工作首先是小心地清除所有珊瑚碎片,并将珊瑚存放在项目区域附近的种植台上。接下来将安装珊瑚礁结构,将活珊瑚碎片附着在结构上,并持续进行科学监测以评估其性能。
此次部署是珊瑚礁弹性防御 (R3D) 联盟四年研发的成果。由呃领导 实用研究实验室 和 海洋与地球科学与技术学院该倡议汇集了来自夏威夷大学五个实验室、合作大学和当地组织(包括 Makai Ocean Engineering 和 Kuleana Coral Restoration)的研究人员。
R3D 首席研究员兼夏威夷大学研究实验室海洋科学与技术主任 Ben Jones 表示:“Kalaeloa 将成为一个活生生的实验室,我们可以在这里评估大自然的海岸工程在现实海洋条件下的运作方式。” “我们的目标是证明活堤可以提供传统海岸线硬化的有效替代方案,并收集指导夏威夷和世界各地未来海岸线稳定项目所需的科学数据。”
社区帮助指导长期管理
一旦投入运营,卡雷洛亚混合礁将成为基于自然的海岸工程领域的活生生的实验室,将工程基础设施与自然生态系统融为一体。长期监测将由新成立的卡雷洛亚混合监测组织领导,该组织由研究人员、机构代表、社区组织和文化从业者组成,将评估珊瑚礁的环境、工程和文化影响。这种当地合作伙伴关系包括社区利益相关者,例如 Makakilo-Kapolei-Honokai Hale 邻里委员会和 malama kai Ho`ola Hani`o 组织。
“如果没有当地社区的合作,这个项目就不可能实现,”斯尼芬说。 “我们感谢帮助塑造这一努力并将继续为其长期管理提供指导的组织和文化从业者。他们的知识和承诺对于该项目的成功至关重要。”
研究结果与监管机构、工程师和沿海管理者分享,以帮助为夏威夷和其他地方未来的沿海保护项目提供信息。如果成功,卡雷洛亚混合礁可以提供一种可扩展的、基于自然的方法来保护脆弱的海岸线,同时推进不断发展的基于自然的海岸工程领域。
建造活珊瑚礁
卡雷洛亚混合礁是大自然海岸工程的一个例子,它结合了海岸工程、海洋生物学和创新的部署技术,创建了一个活生生的海岸保护系统。夏威夷大学与加州大学圣地亚哥分校 (UCSD)、斯克里普斯海洋学研究所 (SIO)、佛罗里达大西洋大学和俄亥俄州立大学合作开发。
工程珊瑚礁结构:该基础依赖于专门设计的混凝土珊瑚礁结构,该结构由夏威夷大学海洋与资源工程公司设计,并由位于卡波莱的 Jensen 基础设施和 GPRM Prestress 建造,距离现场不到两英里。在大规模波浪试验中,这些模型溢洪道成功地将传入波浪能量降低了80%以上,并在极端条件下保持稳定。
3D 打印珊瑚栖息地:为了建造活珊瑚礁,夏威夷海洋生物学研究所开发了 3D 陶瓷模块,其中包含称为“纺锤层”的小型螺旋形庇护所。卡内奥赫湾的实验表明,与平坦表面相比,这些裂缝导致幼珊瑚的沉降量增加了 80 倍,存活率增加了 50 倍。
生物材料:加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了新材料,可以减少藻类竞争,同时促进珊瑚在结构中的生长。其他材料为幼珊瑚在生命的早期阶段提供营养。
声学富集:加州大学圣迭戈分校-西奥分校的研究人员记录了在实时潮汐附近播放的健康珊瑚礁的声音,以鼓励食藻鱼类到访该地点。
低影响部署:为了最大限度地减少部署过程中对海洋环境的破坏,Makai Ocean Engineering 开发了一种浅水双体船,无需重型起重驳船。此外,这些结构使用新型旋转微桩系统进行锚固,与传统驱动器相比,该系统显着减少了锚固足迹和噪音污染。