SPATIAL DISTRIBUTION OF CONCENTRATION AND CONTENT OF SUSPENDED SEDIMENTS NEAR BOTTOM AT ERODED SHORE OF THE KALININGRAD OBLAST IN CONDITIONS OF CHANGES OF WIND
Authors:
1.
Institut okeanologii im. P.P. Shirshova RAN (g. Moskva)
Russian Federation
Russian Federation
2.
Institut okeanologii im. P.P. Shirshova RAN (g. Moskva)
Russian Federation
Russian Federation
3.
Institut okeanologii im. P.P. Shirshova RAN (g. Moskva)
Russian Federation
Russian Federation
Type:
Сonference article
Published:
06.01.2019
Subject area:
551.468.1
26
NAT010000
NAT045050
NAT025000
NAT045030
SCI081000
SCI092000
SCI020000
SCI039000
SOC053000
TEC060000
26
NAT010000
NAT045050
NAT025000
NAT045030
SCI081000
SCI092000
SCI020000
SCI039000
SOC053000
TEC060000
Language:
Russian
Keywords:
suspension, sediment flows, Baltic sea
Abstract (English):
Proanalizirovany rezul'taty predshestvuyuschih issledovaniy potokov pridonnoy vzvesi na severnom poberezh'e Sambiyskogo poluostrova. Povtoryaemost' vdol'beregovyh techeniy zapadnogo napravleniya sostavlyaet okolo 26% (po dannym o statistike vetra so skorost'yu bolee 6 m/s, opredelyayuschego eti techeniya) v to vremya kak povtoryaemost' obratnyh techeniy - 3%. Pryamye izmereniya pokazali, chto potokov vzveshennogo materiala vdol' severnogo berega Sambii v 5-10 raz bol'she pri techeniyah dlya vetrov, imeyuschih vostochnuyu sostavlyayuschuyu (napravleny na zapad), chem dlya vetrov, imeyuschih zapadnuyu sostavlyayuschuyu (napravleny na vostok). Sdelan vyvod, chto dlya severnogo berega Sambiyskogo poluostrova v nastoyaschiy moment harakterny vdol'beregovye migracii donnogo materiala s rezul'tiruyuschim preobladaniem perenosa s zapada na vostok. Takaya osobennost' predpolagaet specificheskiy podhod pri razrabotke beregozaschitnyh meropriyatiy.
Proanalizirovany rezul'taty predshestvuyuschih issledovaniy potokov pridonnoy vzvesi na severnom poberezh'e Sambiyskogo poluostrova. Povtoryaemost' vdol'beregovyh techeniy zapadnogo napravleniya sostavlyaet okolo 26% (po dannym o statistike vetra so skorost'yu bolee 6 m/s, opredelyayuschego eti techeniya) v to vremya kak povtoryaemost' obratnyh techeniy - 3%. Pryamye izmereniya pokazali, chto potokov vzveshennogo materiala vdol' severnogo berega Sambii v 5-10 raz bol'she pri techeniyah dlya vetrov, imeyuschih vostochnuyu sostavlyayuschuyu (napravleny na zapad), chem dlya vetrov, imeyuschih zapadnuyu sostavlyayuschuyu (napravleny na vostok). Sdelan vyvod, chto dlya severnogo berega Sambiyskogo poluostrova v nastoyaschiy moment harakterny vdol'beregovye migracii donnogo materiala s rezul'tiruyuschim preobladaniem perenosa s zapada na vostok. Takaya osobennost' predpolagaet specificheskiy podhod pri razrabotke beregozaschitnyh meropriyatiy.
Keywords:
suspension, sediment flows, Baltic sea
suspension, sediment flows, Baltic sea
Натурные измерения придонной взвеси на Калининградском побережье Балтики немногочисленны. Последний полигонный эксперимент по измерению интегральной массы и состава взвешенного осадочного материала был проведен на севере Самбийского п-ова в пределах Филинской, Светлогорской и Пионерской бухт в два этапа в апреле-июне 2013 года [3]: с 16.04 по 19.05 и с 19.05 по 13.06.13 г. Вдоль трех створов в центральных частях вышеупомянутых бухт на глубинах 5 м и 10 м выставлялись донные пирамиды, на которых в придонном слое (от дна до горизонта 2 м) крепились ловушки взвеси двух типов: баночки [1] - для улавливания взвеси горизонтального потока взвеси (ГП) и стаканы [4] - для вертикально осаждаемой взвеси (ВП). Входные отверстия баночек располагались на горизонтах 0.2, 0.4, 0.6, 1, 1.5 и 2 м от дна, а верх стаканов на уровне 0.4, 1, 1.5 и 2 м от дна. Результаты измерений показали, что в пределах изобат 5-10 м характерно классическое уменьшение масс и крупности песчано-алевритовой взвеси с удалением от дна, с резким перегибом кривой вертикального распределения на горизонте 0.6 м [3]. Выяснено, что полоса вдольберегового транспорта донного материала гораздо шире, чем ранее предполагалось, и распространяется за пределы зоны обрушения волн. Во второй период эксперимента, во время действия восточных ветров со стороны Куршской косы, где имеются запасы донных осадков, осредненная за месяц концентрация взвеси в придонном слое (Z = 0.2 - 2 м) в районе изобаты 5 м достигала 16 -18 мг/л у дна (Z=0.2 м) и 1-3 мг/л в слое Z=1-2 м, а на 10 м глубине - от 10-16 мг/л (Z=0.2 м) до 0.1-0.6 мг/л (Z=1-2 м), т.е. уменьшалась с удалением от дна примерно на порядок на мелководье и почти на два порядка на глубине 10 м. Масса уловленной взвеси и, соответственно, мощность горизонтального потока наносов в среднем на порядок выше мощности вертикального, осаждаемого потока. Подтягивание рыхлого материала с востока способствовало увеличению доли более крупных частиц, а также опережающему росту массы сальтирующих частиц, особенно вблизи зоны обрушения волн (изобата 5 м). Однако в среднем, масса осаждаемой взвеси в пределах изобат 5-10 м была в 10-15 раз меньше масс горизонтально переносимой взвеси Результаты [3] к тому же показали, что концентрация взвешенного материала на участке с дефицитом донных осадков (Филинская бухта) увеличивается не столь заметно при подтаскивании наносов со стороны Куршской косы, ввиду его периферийного положения. Но для участков близко расположенных к полям песчаных донных отложений, локализованных в районе Куршской косы, концентрация взвеси с усилением восточных ветров возрастала многократно. Сопоставление масс накопленной взвеси показало, что для скоростей ветра в диапазоне 6-7 м/c поток песка вдоль северного берега Самбии в 5-10 раз больше для ветров, имеющих восточную составляющую (направлены на запад), чем для западных ветров, направленных на восток. По результатам уникальных измерений на севере Самбийского полуострова [2] установлено, что при умеренных и сильных косоподходящих ветрах преобладают вдольбереговые течения, ориентирующиеся вдоль береговой составляющей действующих ветров, т.е. они противоположно направлены при ветрах с восточной и западной составляющими. Принципиальные схемы преобладающих направлений течений для точек на глубинах 3, 7 и 10 м представлены на рис. 1 (обеспеченность 100-650 измерений по данным 1988 - 1991 гг.). Повторяемость вдольбереговых течений не одинакова и определяется доминирующим направлением умеренных и сильных ветров. Согласно статистическим данным, волноопасные (мористые) ветра западных румбов, с составляющей, направленной на восток, преобладают (26% для ЮЗ, З и СЗ ветров более 6 м/c), а встречные восточные ветра повторяются примерно в 8 раз реже в течение года (3% для В и СВ ветров более 6 м/c). Сопоставляя факты о статистическом преобладании течений с запада на восток с обратным соотношением в преобладании потока наносов сделан вывод, что на севере Самбийского полуострова в существующих метео- и литологических условиях характерны вдольбереговые миграции донного материала с результирующим преобладанием переноса с запада на восток. Такая особенность в перераспределении направленности потоков наносов предполагает специфический подход при разработке берегозащитных мероприятий на северном побережье Самбийского полуострова. Работа выполнена в рамках гранта РФФИ 18-05-01145 (Чубаренко Б.В., Бабакова А.Н.) и в рамках государственного задания ИО РАН № 0149-2018-0012 (Е.С. Петрова)
1. Ancyferov S.M., Kos'yan R.D., Onischenko E.L. K metodike naturnyh issledovaniy dvizheniya vzveshennogo oblomochnogo materiala. // Okeanologiya, 1975, T.XV. Vyp. 2. S. 296-301.
2. Babakov A.N. Prostranstvenno-vremennaya struktura techeniy i migraciy nanosov v beregovoy zone yugo-vostochnoy Baltiki (Sambiyskiy p-ov i Kurshskaya kosa) // Diss. kand. geogr. nauk. Kaliningrad. Geograf. fak-t. KGU. 2003 g. 273 s.
3. Babakov A.N., Chubarenko B.V Litodinamicheskie usloviya na severnom poberezh'e Kaliningradskoy oblasti v vesenne-letniy period 2013 goda. // Materialy XXV mezhdunarodnoy beregovoy konferencii «Beregovaya zona - vzglyad v buduschee», 13 - 17 oktyabrya 2014, g. Sochi. - T.1.- S. 14-16. http://www.seacoasts.ru/index.php?id=10
4. Lund-Hansen E. C., Petersson M., Rjay W.N. Vertical Sediment Fluxes and Wave-Induced Sediment Resuspension in a Shallow-water Coastal Lagoon // Estuaries Vol. 22, No. 1, March 1999. P. 39-46
