Волнорезы

Поскольку функция волноломов состоит в том, чтобы поглощать или отбрасывать назад как можно более полное содержание энергии морских волн, атакующих побережье, они должны быть структурами значительного сооружения. Мастерство проектировщика волнореза заключается в достижении минимальных начальных капитальных затрат без несения чрезмерных будущих обязательств по техническому обслуживанию. Некоторая степень обслуживания, конечно, неизбежна.

Конструкция волнореза

Общая конструкция волнореза основана на внутренней насыпи из мелких камней или щебня, чтобы обеспечить основную устойчивость, с внешним покрытием из более крупных валунов , или доспехи, чтобы защитить его от  моря. Конструкция этой внешней брони способствовала значительной изобретательности. Чем крупнее блоки, тем меньше вероятность того, что они будут сдвинуты, но тем выше стоимость их размещения и восстановления после перемещения морским путем. Вероятно, наименее удовлетворительным типом броневого блока, часто используемого из-за его относительной простоты конструкции, является простой бетонный кубический или прямоугольный блок. Даже самый плотный бетон редко весит более 60 процентов своего веса в воздухе при полном погружении в морскую воду; следовательно, такие блоки могут иметь вес до 30 тонн (27 000 килограммов), чтобы противостоять чрезмерному перемещению.

Валуны достаточно плотный природный камень, как правило, гораздо более удовлетворительным и, в завершения проекта в Соединенном Королевстве в 1960-х годах, было обнаружено экспериментально, и впоследствии подтверждено в опыте, что армирование данного типа может состоять из блоков, как мало, как шести до восьми тонн сопротивляться действию волн высотой до 18 футов (5 метров) в высоту. Те же самые эксперименты показали, что для обеспечения такой же защиты в таких же обстоятельствах были бы необходимы бетонные блоки весом 22 тонны.

В таких случаях промежуточный слой меньших блоков или валунов вставляется между броней и внутренним ядром, чтобы предотвратить вытягивание более тонкого материала в ядре морским действием между промежутками брони—процесс, который приводит к окончательному расселению и возможному прорыву путем опрокидывания волнореза.

Возрастающая стоимость и частая недоступность в пределах экономической дистанции подходящей природной породы спровоцировали значительную мысль о разработке бетонных броневых блоков, которые могут в силу своей формы преодолеть недостатки простого кубического, или прямоугольного, блока. Одним из наиболее успешных был четырехногий тетрапод, каждая нога которого выступала из центра под углом 109 1/2° от каждого из трех остальных. Ножки луковичные, или грушевидные, с несколько большими диаметрами на внешнем конце. Эти единицы обладают свойством, будучи помещенными, вяжущимися друг в друга таким образом, что удаление одной единицы без смещения нескольких других почти невозможно, в то время как промежутки между ними действуют как поглотитель энергии волны. Весовые коэффициенты существенно меньше, чем те, которые необходимы для кубических блоков, адекватны в случае тетрапод в аналогичном шторме условия. Тетраподы могут быть серийно произведены рядом с участком за счет использования многоразовых стальных форм.

Обычно вдоль гребня волнолома прокладывают какую-либо форму дорожного полотна, даже если это не требуется для каких-либо других целей причала, чтобы облегчить инспекцию и доступ для рабочей силы, материалов и оборудования для ремонта повреждений.

Сплошные волноломы

В определенных условиях, особенно в тех частях мира, где чистая вода облегчает работу водолазов, вертикальные волнорезы из твердого бетона или каменной кладки иногда используются строительные работы. Некоторая подготовка морского дна путем осаждения и выравнивания насыпи щебня для получения конструкции необходима, но обычно гребень такой насыпи держат достаточно глубоко под поверхностью воды, чтобы она не подвергалась разрушительному воздействию разбивающих волн. Отталкивание волн вертикальным отражением, а не их поглощение является философией защиты во всех таких случаях, но нельзя категорически утверждать, какое расположение создает наиболее экономичную структуру.

Этот тип волнолома может быть удобно построен с использованием сборных бетонных кессонов, построенных на берегу и выплывших, погруженных в положение на подготовленном ложе и заполненных либо бетоном, либо, реже, простым щебнем или каменной начинкой. Историческим примером такого устройства была гавань Малберри, построенная союзниками и приплывшая на позиции для вторжения в Нормандию в 1944 году. Никакой предшествующей подготовки морского дна не было возможно, и только частичное заполнение кессонов было осуществлено, когда прогресс войны сделал ненужными дальнейшие операции. Тем не менее, тот факт, что несколько кессонов оставались в основном неповрежденными в течение почти десятилетия после вторжения на это печально известное штормовое побережье, продемонстрировал возможности этого метода.

Плавучие волнорезы

Из-за большого количества требуемого материала и, как следствие, высокой стоимости волнорезов нормального строительства, возможность плавучих волнорезов получила значительное исследование. Подветренная спокойная вода, которую можно найти за большим кораблем на якоре в открытом море иллюстрирует этот принцип. Трудность заключается в том, что для того, чтобы противостоять разрыву в экстремальных погодных условиях, причалы для плавучего волнореза должны быть очень массивными. Они поэтому трудны для того чтобы их установить и подвергнуть к таким постоянно ссаживанием и движению как и требовать существенного обслуживания. Возникает еще одна проблема, особенно в районах большого приливного диапазона. Неизбежное—и действительно, существенное-ослабление швартовов может позволить волнорезу катиться на больших волнах, так что они проходят под ним, неся значительную часть своей энергии в защищаемую область.

Один из подходов к этой проблеме основан на концепции, согласно которой волны расходуют свою энергию на линию обороны, разбиваясь о большую плавучую горизонтальную платформу.