Исследователь Исследователь

Исследователь
  
новости  |  о проекте  |  карта сайта  |  форум  |  подписка на новости
Разделы сайта

Другие материалы
ПРАКТИКА
Версия для печати

Работа моря в пляжной зоне.


Автор: Горвалев Павел
Научный руководитель: Гурвич Елена Моисеевна

Введение. Пляж как барьерная зона. Наши задачи.

Пляжная зона и литораль — граница, на которой происходят разнообразные процессы, связанные с взаимодействием моря и суши.

Это комплексная барьерная зона. Под барьером, в геологии понимают зону с резким изменением условий. Барьеры бывают: физические, геохимические и биогеохимические.

Физический барьер — зона резкого изменения физических условий: температуры, освещенности, зона резкого изменения уклона дна и следовательно скорости водотока. Геохимический барьер — зона смены химических условий среды, например, окислительных условий на восстановительные, кислых на нейтральные или щелочные, зона встречи растворов, содержащих вещества, которые могут вступать в реакции. Биогеохимический барьер формируется при активном участии организмов, которые либо сами поглощают и накапливают те или иные элементы, либо в процессе жизнедеятельности или после смерти формируют геохимические особенности среды.

Реки, временные водотоки, оползни и обвалы — все они приносят к морскому побережью обломочный материал, который перерабатывается морем в пляжной зоне и на дне. Разрушая побережья, море само создает дополнительное количество обломочного материала.

Обломочный материал не остается неподвижным. Волны перерабатывают его, дробят, окатывают, сортируют по размеру и то приносят его к пляжной зоне, то утаскивают на глубину. Из-запродольных ветров и течений материал также движется и вдоль побережья. В результате этого профиль пляжа заметно меняется во времени. По этим изменениям можно судить о масштабе работы моря в пляжной зоне. Нашей задачей было изучить изменения профиля пляжа и определить масштаб штормового переноса в пляжной зоне Леменского залива и Балтийской косы. Леменский залив Черного моря в юго-западной части крымского побережья. Балтийская коса отходит от Самбийского полуострова на юго-запад, отделяя от Балтийского моря залив. В Леменском заливе мы ведем наблюдения с 1996 года, а на Балтийской косе проводили измерения в 1999 году.

Изучение изменений формы пляжей в Леменском заливе и на Балтийской косе.

Типы побережий.

Побережья классифицируют по составу осадков, из которых они сложены и по характеру преобладающей деятельности моря.

По составу осадков пляжи делятся на террогенные, эвапоритовые и карбонатные. Терригенные (terra — земля) пляжи состоят из обломков пород и минералов, принесенных с суши. На эвапоритовых побережьях в условиях сухого и жаркого климата в результате испарения происходит выпадение в осадок солей, содержащихся в морской воде. На карбонатных побережьях происходит, преимущественно, отложение известняков.

По преобладающему типу работы моря побережья делятся на абразионные, аккумулятивные и нейтральные.

Абразия — процесс разрушения берега штормами и приливно-отливными волнами, а в полярных морях и льдами. Аккумуляция — процесс накопления осадков в прибрежной зоне. Оба процесса идут на всех типах побережий и если их интенсивность одинакова, то побережья нейтральный. На абразионных берегах преобладает разрушительная работа моря. Море подмывает и разрушает берег, уносит обломки. Море постепенно наступает на берег. На аккумулятивных берегах накапливаются морские осадки, расширяется пляжная зона, возникают подводные валы, бары и косы, часть морского дна становится низменной заболоченной сушей, — море отступает, берег наступает.

Особенности изученных пляжей.

Пляжи Леменского залива и Балтийской косы относятся к пляжам с терригенным осадконакоплением, но они сильно отличаются друг от друга.

Областью сноса для пляжа Леменского залива являются Крымские горы, сложенные известняками, вулканитами и песчанно-глинестые породы преимущественно юрского периода. Обломочный материал такого состава доставляется в пляжную зону с речками, временными водотоками и главным образом в результате движения оползня. Часть материала возникает непосредственно в результате абразии скальных побережий горы Кошка, ограничивающей залив с востока. Близость гор обеспечивает поступление крупного обломочного материала на пляж и на нем почти не остается мелкого материала поступающего с оползнем, а накапливаются только глыбы и валунно-галичный материал, это говорит об абразионном типе побережья. В литературе побережья этого района рассматриваются как абразионные и нейтральные. В прибрежной части моря видны два подводных вала, которые перемещаются ближе к берегу во время шторма, а иногда сливаются в один.

Областью сноса для Балтийской косы являются низменные равнины Балтийского побережья, покрытые ледниковыми отложениями, в том числе и янтареносные порды, слагающие подводный цоколь Самбийского полуострова, а также породы неогена и палеогена. Низменный характер окружающей суши и преобладание песчанно-глинистого материала в размываемых толщах определяет накопление в пляжной зоне песчаного материала. Так как в ледниковых отложениях имеется валунно-галечный материал и гравий, то и на пляже встречаются гравий и галька, но в небольшом количестве. По составу преобладает кварц, много граната и других материалов метаморфических пород, много янтаря, поступающего при размыве пород цоколя Самбийского полуострова. Само существование косы позволяет предположить аккумулятивный характер побережья. Однако по данным местных жителей, в настоящее время, во время сильных штормов море захлестывает за авандюну, что ранее не наблюдалось, следовательно аккумуляция, возможно, ослабевает. В формировании пляжа существенную роль играет ветровой перенос песка как вдоль пляжа, так и ветровая эрозия авандюны, с поступлением материала на пляж.

Методы исследования:

Для определения работы моря на пляже мы измеряли поперечный профиль пляжа до и после шторма. Для этого в начале пляжной зоны мы закрепляли точку, от которой протягивали горизонтальную веревку, и измеряли расстояние от первой точки, в сторону моря, до каждой точки, где изменялся уклон пляжа, и расстояние от веревки до этой точки. На графике х- веревка натянутая горизонтально, по оси у откладывается расстояние от веревки до точки перегиба, линия, построенная в этих осях — профиль пляжа. Горизонтальное положение веревки контролировалось по уровню горного компаса, а вертикальные измерения контролировались по отвесу.

Кроме того, для установления дальности переноса материала вдоль пляжа, мы собирали гальку разного размера, окрашивали ее и выбрасывали у уреза. А затем наблюдали, насколько далеко и в какую сторону был разнос.

Мы вычисляли площадь между линией профиля и осью х на нескольких графиках одного пляжа, затем вычисляли объем тела с таким основанием и высотой один метр. Взяв разность этих объемов, мы получим объем перенесенного морем материала на участке пляжа шириной в один метр, а приняв плотность этого материала (валунно-галечный и песчаный материал) за 2.7 г/см2 , мы получим массу перенесенных осадков.


Профиль 1аЛеменский залив 25.03.96. (утро)

Профиль 1б Леменский залив 25.03.96. (вечер)

Профиль1вЛеменскийзалив27.03.96.

Профиль 2аЛеменский залив

Профиль 2бЛеменский залив. 27.03.96.

Профиль 3аЛеменский залив. 23.03.97.

Профиль 3бЛеменский залив. 29.03.97.

Профиль 4аЛеменский залив 24.03.98.

Профиль 4бЛеменский залив 28.03.98.

Профиль 5а, Леменский залив. 25.03.00

Результаты исследования и их обсуждения.

Профиль 1 Леменский залив

До шторма(1а) 25.03.96(утро):

Пляж имеет вогнутый вид с ярко выраженным береговым валом. С морской части вал вогнут и имеет острую бровку, зона заплеска покатая и очень длинная.

25.03.96. (вечер) 1б:

Береговой вал переместился в сторону берега и вырос в высоту. Вогнутость берегового вала уменьшилась, в зоне заплеска углубилась и урез, переместился в сторону берега на 130 см.

27.03.96. (после шторма) 1в:

Береговой вал отодвинулся еще дальше в берег и превратился в небольшой уступ. Вогнутость вала почти исчезла, зона заплеска уменьшилась в длине и переместилась в сторону берега на 520 см.

Профиль 2, Леменский залив

До шторма (2а):

Пляж плавно спускается к зоне уреза, но тоже разделен на две части старым береговым валом. Береговая часть вогнута, как и начало морской части. В зоне уреза наблюдается резкий спуск, за которым следует почти горизонтальная площадка, идущая до самой воды.

После шторма (2б):

Береговая часть вдвое сократилась, но сохранила свою вогнутость. Морская часть приняла вид крутого спуска, длящегося до самого уреза. Граница уреза переместилась в сторону берега почти на 600 см.

Профиль 3, Леменский залив

До шторма (3а):

Общий облик пляжа — выпуклый. Пляж делится на две части старым валом: береговую и морскую. Береговая часть заметно вогнута. Морская часть, ближе к берегу, имеет небольшую вогнутость, а в зоне уреза и заплеска, резкий обрыв.

После шторма (3б):

Пляж потерял свою выпуклость, но старый береговой вал остался. Вогнутость береговой части уменьшилась, и в зоне заплеска, перед урезом, появилась горизонтальная площадка, четче обозначившая действующий береговой вал. Зона уреза переместилась в сторону берега на 45 см.

Профиль 4, Леменский залив

До шторма (4а):

Пляж имеет покатый вид. Береговой вал слабо выражен. В береговой части имеется вогнутость. Зона заплеска имеет вид длинного, крутого уклона.

После шторма (4б):

Пляж сильно уменьшился в длинне, лучше обозначились береговой вал и вогнутость береговой части. Зона заплеска крутая, но меньшей длинны, граница уреза переместилась в сторону берега на 700 см. 

Профиль 5, Леменский залив

До шторма:

Пляж пологий, делящийся береговым валом на две части: морскую и береговую. Сам вал предстовляе собой небольшой холмик с пологими скатами. Береговая часть пляжа вогнутая, наблюдаются, также остатки старого берегового вала; морская часть — покатый склон, переходящий в почти горизонтальную поверхность у воды.

После шторма:

Граница уреза переместилась в сторону верега на 2 метра. Береговой вал был смыт, на его месте появились небольшие углубления, горизонтальная поверхность у воды исчезла, уровень пляжа понизился.

Пляж Балтийской косы

До шторма:

Пляж гораздо длиннее чем пляжи Леменского залива, но с меньшим количеством неровностей. Береговой вал почти невыражен и имеет вид небольшого уступа, неровности почти отсутствуют, береговая часть имеет немного больший уклон чем мористая.

После шторма:

Пляж уменьшился в длине, неровностей стало еще меньше, береговой вал отсутствует. Граница уреза переместилась в сторону берега на 75 см.

Данные измерения профилей (см).

Уровень 0 82,5 63,5 86,5 110
Расстояние 0 220 410 432 910
Профиль 1а
Уровень 0 67 45,5 101 121
Расстояние 0 200 306 314 784
Профиль 1б.
Уровень 0 66 81,5 112
Расстояние 0 186 200 266
Профиль 1в.
Уровень 0 15 75 50 89 145 155
Расстояние 0 60 360 660 812 1412 1562
Профиль 2а.
Уровень 0 75 90 170 200 215 161 613
Расстояние 0 20 65 90 270 560 855 1160
Профиль 2б.
Уровень 0 15 59 20 53 70 58 57 141
Расстояние 0 66 216 816 903 1203 1335 1453 1646
Профиль 3а.
Уровень 0 60 70 54 41 45 33 60 69 68 74 87 162 162
Расстояние 0 150 218 518 668 749 810 886 979 1072 1100 1250 1400 1580
Профиль 3б.
Уровень 0 18 41 81 86 155 188 210 236
Расстояние 0 553 703 1002 1346 1889 2039 2213 2363
Профиль 4а.
Уровень 0 54 25 70 84 140
Расстояние 0 430 763 1158 1518 1668
Профиль 4б.
Уровень 0 470 550 790 785 1140 1335 1430 1480 1530 1560 1740 1940
Расстояние 0 40 65 75 90 100 110 95 95 100 120 145 145
Профиль 5а.
Уровень 0 450 530 590 640 890 1030 1150 1320 1420 1460 1770
Расстояние 0 75 90 100 105 120 125 145 130 155 140 170
Профиль 5б.
Уровень 0 29 100 104 129 186
Расстояние 0 427 1627 1975 2983 3686
Балтийская коса А.
Уровень 0 188 241 267 287 297 281 321
Расстояние 0 1500 1845 3106 3158 3480 3761 4205
Балтийская коса Б 

Наблюдение за перемещением гальки.

В 1995 году было выбрано два участка Леменского пляжа, имеющих различную ориентировку относительно сторон горизонта. Мы покрасили гальку в зеленый цвет и оставили ее у уреза спокойной воды на этих двух участках. В течение четырех суток мы наблюдали за перемещением окрашенных галек. За это время ветер юго-западных направлений вызывал волнение, до трех балов, первые трое суток и четырех бальное на четвертый день.

В точке N 1 в первые сутки окрашенная галька оказалась засыпанной принесенным со дона моря материалом, и лишь на вторые сутки гальки размером 2.5 — 5.5 см были обнаружены на берегу в 2,5 — 6,5м от уреза и на расстоянии 30 — 35м к востоку от первоначального положения. На третьи и четвертые сутки гальки размером от 1 см до 10 см были отнесены на расстояния до 50 — 58 м. Следовательно, за время наблюдения при 3 — 4 бальном волнении гальки перемещались до 17 м/сутки на восток.

В точке N 2 в первый день большое количество галек размером от 1 см до 5 см расположилось в зоне волнового наката от уреза до 4 м в море со смещением на запад на расстояние 1 — 3 м. Туда же была отнесена и окрашенная каменная плита размером 30 × 40 см. На второй день гальки были перемещены как к востоку на расстояние до 8,5 м (размер 3 — 5 см), так и к западу на расстояние до 10 м (размер 1,5 — 10 см). Две крупные гальки небыли смещены в горизонтальном направлении, а одна смыта в море в зону наката на 1 м, а вторая выброшена на 1,8 м от уреза на берег.

В этой точке наблюдалось огромное перемещение материала. Вместо ровного, со слабым наклоном в сторону моря пляжа за одни сутки возник крупно галечный вал высотой 0,82 см и шириной 6,95 см. Вал был симметричный с выпуклыми склонами. На следующий (3) день его мористая сторона стала вогнутой с острой бровкой, а вся крупная галька была занесена гравием, среди которого мы не обнаружили окрашенного материал. Более того, находящиеся у уреза спокойной воды скальные обломки, выступавшие над уровнем осадка на 60 -70 см, исчезли под грудой принесенных гальки и гравия. На 4 день весь гравий был унесен в море, а принесен крупный галечник. Окрашенные гальки (3 — 7,5 см) были обнаружены на расстоянии 30 - 41 м к западу от первоначального положение.

Таким образом, в точке N 2 разнос на восток наблюдался первые 2 дня и составил примерно 4 м/ сутки, а западный перенос продолжался все 4 суток со скоростью примерно 10 м/ сутки.

Различие в движении гальки в двух точках связано с различным углом, под которым ветер и волнение подходили к берегу. В точке N 1 ветер подходил к берегу под острым углом, и колебания или некоторые изменения направления ветра не могли менять основное направление переноса гальки волной на восток. В точке N 2 волнение подходило к берегу примерно под прямым углом, поэтому небольшие отклонения силы ветра меняли направление переноса гальки.

Движение донного осадка было заметно не только по наблюдениям на пляже. До волнения в заливе по цвету воды было видно две мели, идущие параллельно берегу — два бара. После трех дней волнения бары соединились в одну более широкую мель, расположенную на месте ближнего к берегу бара.

Наблюдения на первой точке были повторены в марте 1998 года. 26 марта в 10 часов утра оставили гальку у уреза воды, в 17 часов провели замеры расстояний, на которые были перенесены гальки разного размера. Шторм был 3-ехбальный. Максимально удалена от первоначальной точки на востоке была галька размером 5 см — на 43,40 м. Остальные гальки были разнесены группами, в промежутках между которыми окрашенные гальки не обнаружены: первая группа в пределах от 2 до 12,20 м (размер 1,5 - 11 см), вторая на расстоянии от 21,90 до 30,40 м (размер 2 — 7 см) и третья — 41,35 — 43,4 м (размер 5 — 14 см). Как видно размер галек не определяет дальность переноса, так как размер галек примерно одинаков в группах разной дальности переноса.

Выводы:

Мы проводили измерения в течении четырех лет на пляже Леменского залива и один год на пляже Балтийской косы. Данные, полученные по Леменскому заливу, показали, что в течении трех лет во время шторма преобладал абразионный процесс, а один год аккумулятивный, пляж Балтийской косы аккумулятивный. Также из данных по переносу галек и работе моря видно, что аккумулятивность или абразионность, а также масштаб и направление продольного переноса сильно зависят от расположения точки наблюдения относительно господствующего направления ветра и волнения.

Ниже представлены данные о переносе материала на этих пляжах.
Пляж N Перенесенный объем (м3) Масса (кг)
1 0.7 18.9
2 14.7 396,9
3 5.8 156,6
4 (аккумулятивный) 12,8 345,6
5 3.9 105.4
Объем и масса перенесенного материала для Леменского залива.(унесено)
Пляж N Перенесенный объем (м3) Масса (кг)
1 50.9 1374,3
Объем и масса перенесенного материала для Балтийской косы.(нанесено)

Список литературы.

  1. Перельман А. И. Геохимия. М. «Высшая школа», 1979 
  2. Серпухов В. И., Билибина Т. В., Шалимов А. И., и др. «Курс общей геологии.» Л. «Недра», 1976
на первую страницу | наверх

© 2002-2011 Разработка сервера: Межвузовский "Физтех-центр". Администратор сайта : admin@researcher.ru
При создании сервера использованы АРП-технологии.

Arp.site