П.А.Каплин, О. К. Леонтьев, С.А. Лукьянова, Л.Г Никифоров 17 страница

0 1 2 3 4 5км горизонтальная шкала

между приливными протоками Бригантайн и Литтл-Эгг

между приливными протоками Эбсекон и Бригантайн

между приливными протоками гавани Грейт-Эгг и Эбсекон

между приливными протоками Корсон и гавани Грейт-Эгг

между приливными протоками Таусендс и Корсон

э | ■ ^иУ

между приливными протоками к Хиерефорд и Таусендс

между м.Кейп-Мей и одноименной приливной протокой

' между приливными протоками м.Кейп-Мей и Хиерефорд

И

J

/Л между м.Кеип-М

-юг...вдоль побережья... север-

Коса Санди-Хук и ее размываемые участки [Nordstrom, Allen. 1980]. 1 (1—7) — участки размыва берега, 2 — участки предполагаемо­го искусственного восстановления пляжей, 3 — буны, 4 — морские стенки, 5 — участки удобного использования пляжей в рекреацион­ных целях, 6 — исторические военные соору­жения, 7 — гнездовья птиц, 8 — свалка мусора, 9 — подъездная дорога, 10 — подпитка пляжа.

Динамика берега в южной части побережья штата Нью-Джерси (США) [Dolan et al. 1978]

Однако с океанской стороны коса подвер­гается размыву с постоянной скоростью 3 м/год.

	Участки
Основные динамические параметры берега	1-й	2-й	3-й	4-йи 5-й	6-й и 7-й
Высота волны разбивания (м)	0,82	0,58	0,21	0,18	0,10
Скорость осадочного транспорта (м/год) —1953—1976 гг.	379 000	306 000	16 000	18 000	8 000
Средняя ширина надводной части пляжа (от уреза до дюны), зимние условия (м)	12,0	25,6	6,4	3,0	3,2
Скорость изменения берега (м/год) — 1943—1972 гг.	-5,3	1,1	-0,7	-3,2	-3,6

Делавэр со средней скоростью около 10 ростями и надвигание баров на соседние лагу- м/год; при этом скорость роста косы посте- ны. Этот процесс хорошо виден на схематич-

Более южные участки также испытывают продолжительный размыв с различными ско-

сред, годовая скорость изменения берега:

метры интервал времени

+9,8 1765 -1972

-3,0 1765- 1968

-1,5 1843- 1954

-1,1 1843- 1954

-0,9 1843 - 1954

-3,1 1843 - 1961

-1,6 _{+1 5}_ 1843- 1939

— +1,8 1939-1954

-0,9 1850- 1961

-0,4 1850- 1961

-0,5 1843 - 1954

о. Пыоик •

Средняя скорость абразии берега в пределах штата Делавэр (США) [Kraft et al 1979]

ных поперечных разрезах типичных участков побережья. Размыв песчаных пересыпей зна­чительно усиливается на участках возведения гидротехнических сооружений. Так, строи­тельство молов в устье приливной протоки р. Индиан преградило путь вдольбереговому потоку наносов, и с северной стороны молов в течение 50 лет береговая линия отступала с постоянной скоростью 0,9 м/год [Pilkey, Howard etal. 1981].

Серия бун, построенных для защиты пля­жей у Рехобот-Бич и Бетани-Бич, снизила абразию этих участков, но перехват большей части наносов повлек за собой усиление раз­мыва соседних участков берега [Kraft, Carey. 1979].

Аналогичное явление отмечается южнее, на о. Ассатиг (штат Мэриленд): наибольший размыв (скорость 12 м/год) наблюдается здесь в пределах северных 6 км, так как вдольбере- говое перемещение наносов, которое на этом участке направлено с севера на юг, было ограничено сооружением в 1934 г. молов в устье пролива Ошен-Сити [Dolan et al. 1977; Hay den et al. 1980]. Активная аккумуляция наносов характерна только для южного окон­чания острова, где растет крючковидная коса со скоростью 6,5 км в столетие [Rice, Leather- man. 1983]. Эта коса перехватывает основной объем движущихся к югу наносов, что спо­собствует размыву и отступанию (за послед­ние 122 года — на 2,4 км) более южной группы островов.

протока р. Индиан ^

пляж Бетани • Юж. Бетани •

Другие участки о. Ассатиг также подверга­ются размыву со средней скоростью 0,2 м/год: При перехлестывании волн через бар проис­ходит переброс в тыловую часть бара до 20— 30 м³ песка на 1 пог. м ширины прорыва в береговых дюнах [Leatherman et al. 1977]. В южной части всего берегового сегмента про­цесс размыва продвинулся еще дальше и при­вел к формированию многих приливных про­ток через острова.

Размыв характерен также для берегов зали­вов, особенно Делавэр, где большое значение в динамике берега имеют приливы. В разви­тии приливных маршей отмечается тесная связь с интенсификацией деятельности чело­века. После начала активных сельскохозяй­ственных работ около 1650 г. резко возросла эрозия почв и вынос наносов реками в эстуа­рии, в результате чего здесь усилились про­цессы аккумуляции и расширения маршей. Современные марши на 0,9 м выше старых, что свидетельствует о подъеме уровня моря за последние 325 лет со скоростью 0,28 м в столетие.

Воздействие человека на эволюцию мар­шей продолжается и в настоящее время. Например, интенсивное городское строитель­ство в бассейне р. Патаксент вызвало в 1968— 1969 гг. увеличение твердого стока реки в 2— 4 раза [Roberts, Pierce. 1976]. Большая часть вынесенного рекой материала концентриро­валась в верхних 50 км этого небольшого эстуария, где скорость седиментации соста­вила 7,45 г/см²/год.

Усиление размыва берегов также связано с хозяйственной деятельностью человека непо­средственно в береговой зоне заливов Дела­вэр и Чесапикского. Так, строительство вол­ноломов в гавани Льюис (юг залива Делавэр) отрезало соседние пляжи от источника пита­ния наносами и привело к их сильному раз­мыву [Kraft, Carey. 1976—79]. Система бун и неоднократное рефулирование песка для заполнения межбунных пространств защи­тили небольшую деревню Броадкилл-Бич от размыва, однако прилегающие отрезки берега продолжали активно разрушаться вол­нами.

В последние годы в заливах получил широ­кое развитие маломерный флот различного назначения (рыболовный, спортивный, про­гулочный). Интенсивное использование судов требует строительства гаваней и благо­устроенных стоянок, что непосредственно

А мыс косы Хенлопен

залив Делавэр

прибрежные морские v, пески

дюны

город Рехобот

плейстоценовая равнина

а Атлантический /I океан

Атлантический океан

пляж и берма

средний уровень

моря

прибрежные морские пески

Строение отдельных участков океанского побережья штата Дела­вэр (США) [Kraft etal. 1979]. Разно­видности береговой обстановки: А — мыс косы Хенлопен, В — пляж — высокая плейстоценовая равни­на, С — линейный бар — лагуна, D — бар — приливная дельта — лагуна

дюны

мелководные эстуарно-морские осадки

С линейный барьер — лагуна

Атлантический океан

залив Рехобот

барьер

пляж и берма средний уровень

моря

прибрежные / морские пески

Атлантический океан пляж и берма

средний уровень моря

лагунные осадки

D барьер — приливная дельта — лагуна залив р. Индиан

искусственная протока

приливная дельта

прибрежные •V / морские -Д пески

отливная дельта

лагунные осадки

сказывается на развитии береговой зоны. Результаты анализа показали, что 9 главных отвершков Чесапикского залива перенасы­щены судами (4 из них более чем в 2 раза) [Chaney. 1978].

Суммируя многие геологические данные и анализируя колебание уровня моря в прош­лом и в настоящее время, Дж. Крафт дает схему гипотетического изменения береговой линии всего этого побережья в далеком буду­щем. По схеме видно, что при сохранении современных физико-географических тенден­ций через 75 тыс. лет береговая линия может выйти за вершины крупных заливов — эстуа­риев, и тогда вся прибрежная равнина будет затоплена водами Атлантического океана.

От м. Генри до м. Хаттерас. Этот отрезок берега завершает серию выпуклых берего­вых сегментов Восточной береговой области. В районе развиты широкие эстуарии — Албе­марл, Памлико, Ньюс, громадные лагунные акватории, среди которых Памлико-Саунд, достигающая в ширину более 50 км, — самая крупная на побережье США, и бар шириной 0,5—5 км. Последний осложнен грядой бере­говых дюн (высота 5—15 м) и прорван лишь

Залив Делавэр с прилегающими участками Атлантического побережья США и песчаными барьерами вдоль них (снимок с ИСЗ «Ландсат»)

за период 1848—1972 гг. [Kraft, Carey. 1976—1979]. Ориентировка стрелок показывает направление смещения береговой линии (размыв или нарастание берега)

одной постоянной крупной протокой — Оре­гон. Вдоль этого побережья имеются раз­личного рода гидротехнические сооружения, которые способствуют изменению береговой линии. Сравнение исторических карт [Everts, Gibson. 1982] позволило рассчитать скорость этого изменения за последние 130 лет. Оказа­лось, что океанский берег испытывает пре­имущественный размыв и отступание к западу со средней скоростью 0,8 м/год. Мар­шевый лагунный берег сменил тенденцию своего развития от нарастания в 1852— 1917 гг. к размыву в 1917—1980 гг. со средней скоростью 0,1 м/год. Размыв бара с обеих сто­рон (океанской и лагунной) привел к сокра­щению его ширины на 0,9 м/год.

Береговая линия северной части Восточного побережья США в прошлом, настоящем и буду­щем [Kraft, Carey. 1976—1979]. 1—12 тыс. лет назад; 2—6—6,5 тыс. лет назад; 3 — современное положение; 4 — через 10 тыс. лет; 5 — через 75 тыс. лет

Наиболее выступающий в море аккумуля­тивный м. Хаттерас отстоит от материкового берега более чем на 50 км. У м. Хаттерас за счет преобладающего на этом участке посту­пления наносов с севера активно развивается небольшая коса, рост и изменения которой прослежены с 1852 г. [Shepard, Wanless. 1971]. Коса подвергается воздействию волнений разных направлений и под их влиянием откло­няется в ту или иную сторону. Источником питания косы служит размыв барьерного острова примерно в 6,4 км севернее ее, в окрестностях Бакстона. Угроза разрушения жилых построек и потери ценных участков аккумулятивного берега потребовала прове­дения срочных защитных мероприятий. При­менявшиеся способы консервации берега (бу- ны, облицовка пакетами с песком) не были эффективны [Fisher, Felder. 1977]. В 1973 г. был осуществлен проект искусственного питания пляжа. Песчаный материал для этих работ перекачивался обратно с южной косы, сброс на размываемом участке проводился чуть выше линии среднего уровня прилива.

Виргиния

Всего на отрезке берега длиной 2,4 км было сброшено около 956 тыс. м³ наносов. Из них в субаэральной зоне пляжа отложилось 494 442 м³, остальная часть аккумулировалась ниже уровня моря. Через 18 месяцев (относительно спокойный период с редкими штормами) после завершения работ на пляже осталось лишь 235 тыс. м³ (т. е. 51%) песка. Этот объем материала обеспечил достаточно широкий (прирост составил примерно 76 м) пляж, способный гасить энергию волн.

Скорости изменения океанского берега барьерных островов на участке мыс Генри (Виргиния) — мыс Хат­терас (Сев. Каролина) за период 1850—1980 гг. [Everts, Gibson. 1982]

От м. Хаттерас до м. Ромейн протягивается система вогнутых береговых дуг (заливы Рали, Онслоу, Лонг-Бей), опирающихся на аккумулятивные мысы Хаттерас, Лукаут, Фир и Ромейн. Причины образования этих дуг до конца не выяснены.

Аккумулятивный мыс Хаттерас (США)

Полузанесенные песком остатки шхуны, зато­нувшей в 1921 г. на отмелях близ Нэгс-Хед — на барьерном острове севернее мыса Хаттерас (США)

приливная

Почти на всем протяжении этого района тянется цепочка узких островных баров, повторяющих контур береговых дуг. Бар

м. Лукаут

м. Фир

м. Хаттерас

янв. 1945

янв. 1945

май 1953

U *

май 1958

у

март 1955

окт. 1958

/ 4 ^!1

авг. 1959

\

\ ч

марг 1962

авг. 1959

май 1962

дек.1962 И

^f /

V-j Ч нояб.1954

М962 июнь 1953

v I

май 1953

янв 1945

март 1955

нояб. 1953

окт. 1958

авг. 1959

О ^

май 1962

у ^{1 4}

нояб. 1961

май 1962

I__ I_ I_ I_ I

I_ I_ I__ I_ I

0 4000 фут

О 10 000 фут

I_ I__ I_ I_ I

О 4000 фут

Изменения кос у южной оконечности мысов Хаттерас, Лукаут и Фир в зависимости от направления господствующих ветров и тече­

прорван примерно 50 постоянными и многими мелкими, возникающими при сильных штор­мах протоками. Неширокие (0,5—4,5 км) лагуны позади бара в значительной степени заполнены маршами.

В целом преобладает размыв барьерных островов со средней скоростью 0,27 м/год [Shepard, Wanless. 1971]. Наибольший размыв приурочен к восточной стороне мысов, где скорости отступания берега иногда достигают 5—6 м/год и более. У Каролины-Бич (север­нее м. Фир) в 1965 г. на размываемом участке длиной 4,2 км было сброшено 2х10⁶ м³ песка [Clayton. 1980]. Через 2 года потери песка составили 46% и вызвали необходимость повторного выброса песчаного материала в объеме 275 тыс. м³.

Материал размыва этих участков аккуму­лируется у южной оконечности мысов, где происходит формирование небольших кос. Слабая аккумуляция со средней скоростью 0,66 м/год отмечается также в вершинах двух северных береговых дуг (Онслоу и Рали).

Единственным участком, где отсутствует барьерный комплекс, являются окрестности

ний [Shepard, Wanless. 1971]. 1 — господству­ющий ветер (волнение); 2 — штормовой ветер (волнение); 3 — неприливные течения

Мёртл-Бич в центре южной дуги (залив Лонг- Бей). Здесь на расстояние 45 км протяги­вается узкий песчаный пляж с грядой берего­вых дюн в тыловой части общей шириной 0,45—0,5 км. По всей вероятности, песчаный бар в процессе отступания под натиском волн успел причлениться к суше и надвинуться на внешний край низкой прибрежной равнины. Этот процесс продолжается и в настоящее время, о чем «ридетельствуют выходы прес­новодных торфов (возраст 3 тыс. лет), уча­ствующих в строении прибрежной равнины, из-под современных пляжевых накоплений [Shepard, Wanless. 1971].

В пределах прибрежной территории на этом участке прослеживается несколько более древних береговых баров с реликтами маршевых равнин за ними. Они состоят из серии береговых валов, к настоящему вре­мени сильно перевеянных, однако очень четко выраженных в рельефе, и сопоставля­ются по возрасту с межледниковьями при­мерно 100 тыс. и около 450 тыс. лет назад.

От м. Ромейн до устья р. Сент-Джонс мор­фология барьерного берега заметно изменя­
ется. Вдоль всего района протягиваются короткие (10—30 км), широкие (3—6 км) островные бары, разделенные глубокими эстуариями наиболее крупных рек.

Эти морфологические особенности объ­ясняются возрастанием здесь роли приливов [Fitzgerald et al. 1978] в формировании бе­рега. Величина сизигийного прилива посте­пенно увеличивается в южном направлении от 1,7 м у северной границы Южной Каро­лины до 2,6 м у ее южной границы.

Уровень волновой энергии испытывает противоположные изменения. У м. Хаттерас средняя энергия волны открытого моря составляет 7,7хЮ¹⁰ эрг м-с; у Чарлстона она уменьшается до 5,4хЮ¹⁰, а у Джексонвилл- Бич — до 4,6хЮ¹⁰ эрг/м-с. Преобладающее волнение — с северо-востока, что обусловли­вает основное перемещение наносов вдоль берега к югу.

Геоморфология острова Кьявах, штат Юж. Каро­лина [Colquhaun. 1981]

Е А Н Материковый берег Марши

Береговые валы Приливная осушка Пляжи

Эти изменения величины прилива и волно­вой энергии находят геоморфологическое выражение в росте к югу числа и размеров приливных проток через барьерные острова, в расширении приливных осушек и маршей, в увеличении отливных дельт. Многочислен­ные приливные протоки уменьшают устойчи­вость барьерных островов и способствуют их размыву, причем величина размыва и ширина лагунных маршей возрастают в южном направлении.

Типичным барьерным островом района является о. Кьявах (штат Южная Каролина) [Colquhoun. 1981], который за последние 5— 4,5 тыс. лет прошел сложный путь развития от простого островного бара до сложной барьерной формы. В настоящее время остров заметно размывается морем.

На юге района в связи с возрастанием вели­чины приливов большую роль в размыве барьерных островов играет динамика при­ливо-отливных желобов. Их миграция и эро­зия бортов способствуют разрушению барь­ерного комплекса и внутрилагунных маршей. Общая скорость комплексного размыва местами достигает 7,2 м/год [Letzsch, Frey. 1980].

В пределах приморской (нижней) части прибрежной равнины этого района прослежи­ваются множественные древние барьерные комплексы, протягивающиеся на десятки километров. На юге района кроме голоцено- вой прослеживается 6 плейстоценовых мор­
ских береговых линий, выраженных песчат ными барьерными комплексами: Уикомико (высота 29—31 м), Пенхолоуэй (21—23 м), Талбот (12—14 м), Памлико (7,5 м), Прин­цесса Анна (4 м) и Силвер-Блафф (1,4 м) [Hails, Hoyt. 1968]. Три последние относятся к позднему плейстоцену, причем самая молодая имеет (по радиоуглеродным определениям ракуши) средневисконсинский (средневюрм- ский) возраст.

Восточное побережье п-ова Флорида. Южнее устья р. Сент-Джонс на расстояние свыше 800 км протягивается выровненный аккумулятивный берег, сопровождаемый нешироким (0,3—0,9 км) барьерным ком­плексом. Узкие (около 1,5 км, максимум до 11 км) лагуны в тыловой части барьера почти совершенно заполнены приливными марша­ми. Ширина лагун несколько возрастает на юге района, где они отделены от моря слабо приподнятыми над его уровнем коралловыми рифами и серией мелких песчано-галечных островков (так называемых «ки», или «кей»).

Единственным нарушением общей прямо­линейности восточного берега Флориды явля­ется м. Канаверал (Кеннеди) — сложная аккумулятивная форма, развивавшаяся при двустороннем (с севера и юга) питании нано­сами [Shepard, Wanless. 1971]. Эта форма представляет собой аккумулятивный выступ с последовательным и симметричным наращи­ванием с морской стороны параллельных береговых валов, очень четко сохранившихся в рельефе. Различаются две крупные генера­ции аккумулятивного выступа.

Развитие острова Кьявах (штат Юж. Каро­лина) [Colquhoun. 1981]. А — обобщенный поперечный разрез через среднюю часть остро­ва; Б — стадии развития острова. 1 — первич-

ный бар, 2 — приливные осушки и марши, 3 — реликтовые лагуны, 4 — реликтовые пляжи, 5 — нарастающий барьерный комплекс, 6 — плей­стоценовое основание

Примечательно, что выступы формирова­лись у спрямленного аккумулятивного бере­га, образовавшегося ранее, в период послед­него межледниковья, примерно 100 тыс. лет назад. Реликтом этого древнего барьерного
берега является полоса залесенных песчаных гряд с болотистой депрессией (бывшей лагу­ной) за ними.

Основные плиоцен- плейстоценовые бере­говые линии и морские аккумулятивные формы в пределах приморской части Прибрежной рав­нины Южной Каролины [Colquhoun. 1969]. 1 — древние береговые уступы, 2 — комплексы морских аккумулятив­ных форм

<«гггге*

Подводный мир в районе Флоридских коралловых островков. Среди кораллов — аквалан­гист и Dog Snapper (лютианус) — популяр­ный объект для под­водной охоты (иногда достигает веса 1,5 кг)

Причины образования аккумулятивных выступов у этого древнего выровненного берега полностью не установлены. Предпола­гают, что здесь сказалось влияние течения Гольфстрим, которое, выходя из Флорид­ского пролива, направляется к северу и впер­вые резко отклоняется от берега как раз у

Схема формирования современного мыса Канаве­рал (Кеннеди) по М. Розальскому [Shepard, Wanless. 1971]. 1—6 — стадии развития мыса

м. Канаверал. С этим отклонением связано появление вдольберегового противотечения и развитие вихревой циркуляции воды, что обусловливает подачу песчаного материала к этому участку с обеих сторон [Там же. 1971]. Возможно, однако, что устойчивое (унасле­дованное) формирование аккумулятивных выступов связано со структурными особенно­стями этого участка (наличие локальной положительной структуры). Примеры такой зависимости известны на многих других побе­режьях Мирового океана [Леонтьев. 1960; Никифоров. 1977].

Побережье Флориды не является исключе­нием в общей схеме размыва восточных бере­гов США. Немаловажную роль в усилении размыва берега играет воздействие человека. Это прежде всего нарушение монолитности берегового барьера путем устройства искус­ственных прорезей для судоходства. Часть ушедшего в протоки материала оседает в лагунах, а некоторое его количество возвра­щается с отливными течениями к устью про­токи и концентрируется здесь в виде обшир­ных дельт [Walton. 1978]. Таким образом, зна­чительные объемы наносов выводятся из вдольберегового потока.

Для поддержания судоходности проток (проливов) через барьер у их морского устья обычно возводятся молы, которые прегра­ждают путь вдольбереговому потоку наносов и вызывают значительный низовой размыв берега. Таково, например, устье протоки Лейк-Уорт близ Майами, где молы были построены в 1918 — 1925 гг. и к 1959 г. обес­печили наращивание берега с северной (наве­тренной) стороны до 450 м и соответству­ющий размыв с южной стороны молов [Bird. 1976]. Это явление характерно и для других проток, вблизи которых размыв берега уси­ливается иногда до 3 м/год [Walton. 1978].

Пляжи Флориды, в том числе и вдоль ее восточного побережья, являются основой для индустрии туризма. Поэтому состояние и сохранение пляжей — весьма важная проб­лема этого штата. В качестве наиболее эко­номичных способов защиты от размыва здесь рассматривается искусственное питание пля­жей [Там же. 1978], хотя и с его помощью не всегда достигается желаемый эффект. Необ­ходимый материал для пополнения пляжей рефулируется обычно с подводного склона. По имеющимся данным [Clayton. 1980], например, при подпитке в 1973—1974 гг. пляжа Юпитер-Бич песок подавался с участка подводного склона в 1 км от берега. Всего было получено 2,6х10⁶ м³ песка, который был размещен на 8 км пляжа. В дальнейшем обновленный пляж действовал как гигантская буна, задерживая вдольбереговой поток нано­сов своим северным краем и испытывая раз­мыв на юге.

Дата добавления: 2015-08-28