Поставка прибрежных отложений
Прибрежные наносы в переносятся пляжную среду как речным , так и эоловым транспортом. Хотя эоловый перенос играет роль в общем балансе наносов прибрежной среды, он бледнеет по сравнению с речным переносом, который составляет 95% отложений, попадающих в океан. [1] Когда осадки достигают побережья, они затем увлекаются прибрежными дрейфами и прибрежными ячейками, пока не срастаются с пляжем или дюнами.
Хотя общепризнано, что штормовые системы являются движущей силой береговой эрозии . Существует общее мнение, что деятельность человека, в основном плотины и водохранилища на реках, является причиной косвенной антропогенной эрозии берегов, наряду с другими эффектами местного масштаба, такими как: изменение землепользования , ирригация , добыча гравия и изменение русла реки.
Скорость предложения
[ редактировать ]Во всем мире сток рек составляет примерно 35x10 3 км 3 пресной воды в океан ежегодно. Транспортируется в этой пресной воде от 15 до 20 х 10 9 тонн осадка. [2] Эта нагрузка наносов неравномерно распределена по рекам мира, при этом регионы Азии и Океании относятся к числу тех, которые наиболее сильно страдают от изменения режима наносов, поскольку на их долю приходится 75% этого глобального баланса наносов.
Эти изменяющиеся темпы снабжения/пополнения запасов из речной среды являются доминирующим фактором в контроле скорости береговой эрозии. Хотя поступление наносов фактически увеличивается из-за увеличения скорости эрозии, поступление этих наносов в прибрежную среду уменьшается.
Факторы, влияющие на поступление отложений
[ редактировать ]Речные системы являются ключевыми элементами управления изменением поверхности Земли, поскольку они переносят большую часть глобальных потоков воды и осадков с суши в океаны. Деятельность человека может по-разному влиять на сброс воды и наносов из реки в прибрежную среду. Вырубка лесов и сельское хозяйство , а также урбанизация могут увеличить эрозию речного бассейна на порядок. Свежеобнаженная почва с гораздо меньшей вероятностью будет сопротивляться эрозии под действием осадков или движущейся воды, особенно в районах, где земля часто используется для сельского хозяйства и выпадает большое количество осадков.
С 1950-х годов количество плотин в мире увеличилось более чем в семь раз. [2] Создание водохранилищ значительно снизило выход наносов во многих реках, поскольку наносы, унесенные потоком, останавливаются искусственным барьером, и энергия, необходимая для транспортировки материала, теряется, осадки больше не уносятся, поскольку нет потока или поток слишком медленный.
Отвод воды для орошения уменьшает речной сток, а также играет свою роль в уменьшении пропускной способности реки по наносам. Сельскохозяйственная и фермерская практика часто требует интенсивных ирригационных систем для достижения соответствующего уровня производства. Это создает высокий спрос на водные пути, поскольку вода отводится и используется для орошения посевов и пастбищ. Это уменьшает скорость потока в речной системе, что, в свою очередь, снижает пропускную способность реки по наносам, поскольку внутри нее меньше энергии. [3] Осадки откладываются вдоль течения реки, и для того, чтобы достичь прибрежной зоны, если вообще достичь, требуется гораздо больше времени.
Эффекты на побережье
[ редактировать ]Этот изменяющийся режим поступления прибрежных наносов приводит преимущественно к эрозионным последствиям, но это индивидуальный сценарий, река за рекой. Есть районы, где поток прибрежных наносов увеличился и наблюдается нарастание береговой линии. Последствия изменения потока наносов могут быть очень локализованными, но выраженными. Ниже приведены примеры в Бохайском море . Дельта Желтой реки переживает фазу аккреции, а в 200 км от моря в районе реки Лаун наблюдается повышенная скорость эрозии вдоль береговой линии в результате изменения поступления наносов.
Аккреция
[ редактировать ]Желтая река переносит на порядок больше осадков, чем это было до повсеместного выращивания лессовых плато в северном Китае , около 2400 лет назад. Одним из последствий такого значительного увеличения сброса наносов в азиатских реках стало усиление прироста к берегу некоторых дельтовых областей за последние несколько тысячелетий. [2] За последние несколько десятилетий дельта Желтой реки увеличилась на сотни квадратных километров. Строительство береговой линии происходит быстрее, чем повышение уровня моря, и отложение отложений быстрее, чем эрозионные процессы могут их удалить. Человечество в Азии занимает территории, которых, возможно, не существовало бы, если бы не усилившаяся эрозия вверх по течению и попадание наносов в прибрежную среду. [4]
Эрозия
[ редактировать ]Береговая эрозия/отступление имеет далеко идущие последствия для среды обитания человека. 45% населения мира проживает в пределах 100 км от береговой линии. Уменьшение поступления наносов на побережье обычно приводит к увеличению скорости эрозии, поскольку профиль пляжа не питается. Со временем, когда штормовые системы «атакуют» береговую линию, удаляя отложения в прибрежные отмели или из системы в целом, возникает реальная проблема: как замедлить наступление океана и защитить прибрежные застройки.
Побережье Циньхуангадао
[ редактировать ]После завершения строительства двух крупных плотин на реке Луан в 1979 году годовой поток наносов в Бохайское море сократился с 20,2 миллиона тонн до годового потока наносов всего в 1,9 миллиона тонн. Это резкое сокращение сброса наносов сопровождалось фазовым сдвигом дельты реки Луан в пара-заброшенность. Такое снижение добычи наносов неизбежно изменило баланс берегового транспорта в местной прибрежной зоне. При преобладающих северных ветрах скорость отступания береговой линии к северу от реки Луан увеличилась с 1 м/год до 3,7 м/год за двадцатилетний период с момента строительства плотины, что быстро изменило морфологию и [5] профиль пляжа посредством положительной обратной связи до тех пор, пока не будет достигнуто новое равновесие, при котором нынешнее отступление возвращается к исходному значению 1 м/год. При прибрежном дрейфе равновесие было достигнуто в рамках нового государства.
Дельта Миссисипи
[ редактировать ]Последствия изменения потока наносов явились определенным фактором, усугубляющим разрушения, нанесенные Новому Орлеану в 2005 году ураганом Катрина . Дельта реки Миссисипи медленно опускается из-за естественного уплотнения, а поступление наносов из верховьев реки значительно сокращается (до 50%) из-за строительства плотины в бассейне Миссисипи. [6] Утрата поступления наносов привела к оседанию дельты и сокращению заболоченных территорий. Свежие отложения не откладываются с достаточной скоростью, чтобы растительность могла расти по мере повышения уровня моря. [7] Солоноватых условий, необходимых для роста растительности в дельте, больше нет. Эти прибрежные водно-болотные угодья жизненно важны для разнообразной среды обитания диких животных, обитающих среди них, а также для защиты развитых территорий от штормовых нагонов, подобных тем, которые произошли во время Катрины.
Решения
[ редактировать ]Пляжное питание
[ редактировать ]Это краткосрочное решение долгосрочной проблемы. Он устраняет непосредственные симптомы береговой эрозии путем сброса песка либо недалеко от берега, либо на самой берме. Это может быть дорогостоящий и трудоемкий процесс, поскольку он требует регулярного обслуживания. Хотя это может выглядеть эстетично, это не решает проблему: пляж потерял источник естественного питания. Искусственное питание является подходящим краткосрочным решением в рамках небольших проектов восстановления.
Управление
[ редактировать ]Люди одновременно увеличивают доступность наносов для речной транспортировки посредством деятельности и практики, которые усиливают эрозию почвы, и уменьшают этот поток в прибрежную среду за счет удержания наносов за стенками водохранилища и уменьшения скорости речного стока. Конечным результатом является глобальное сокращение общего потока наносов. [8] Это воздействие на эрозию берегов будет еще больше усиливаться по мере повышения уровня моря, что ожидается из-за изменения климата. Учитывая современный уровень речных отложений, более 100 миллиардов тонн отложений было изолировано за искусственными водоемами. Это дает основание для включения последствий изменений в речную среду верхнего течения в систему интегрированного управления прибрежной зоной . Планировщики и лица, принимающие решения, должны учитывать, какое воздействие развитие верхнего течения окажет на прибрежную среду. Управление прибрежной зоной должно учитывать как последствия человеческой деятельности, так и последствия соответствующих изменений в прибрежной зоне.
См. также
[ редактировать ]- Управление прибрежными зонами для предотвращения береговой эрозии и создания пляжей.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уоллинг, Делавэр (2006). Влияние человека на перенос наносов с суши в океан реками мира. Геоморфология, 79(3-4), 192-216.
- ^ Перейти обратно: а б с Миллиман, Дж. Д., и Рен, М. (1995). Речной сток в море: влияние вмешательства человека на речные системы и прилегающие прибрежные территории. Изменение климата: влияние на прибрежную среду обитания, 57–83.
- ^ Картер, РРГ, Джонстон, Т.В., Маккенна, Дж., и Орфорд, Дж.Д. (1987). Уровень моря, поступление наносов и изменения в прибрежных районах: примеры побережья Ирландии. Прогресс в океанографии, 18 (1–4), 79–101.
- ^ Чу, З., Чжай, С., Лу, Х., Лю, Дж., Сюй, Дж. и Сюй, К. (2009). Количественная оценка антропогенного воздействия на уменьшение потока наносов из крупных китайских рек, впадающих в западную часть Тихого океана. Письма о геофизических исследованиях, 36 (19), L19603.
- ^ Цзо, X., Айпин, Ф., Пин, Ю., и Дунсинг, X. (2009). Прибрежная эрозия, вызванная деятельностью человека: исследование на примере северо-западной части Бохайского моря. [Статья]. Журнал прибрежных исследований, 25 (3), 723–733.
- ^ Блюм, доктор медицины, и Робертс, Х.Х. (2009). Затопление дельты Миссисипи из-за недостаточного поступления наносов и глобального повышения уровня моря. Природные геолого-геофизические исследования, 2(7), 488-491.
- ^ Хубен П., Вундерлих Дж. и Шротт Л. (2009). Климат и долгосрочное антропогенное воздействие на потоки наносов в водосборных системах. Геоморфология, 108(1-2), 1-7.
- ^ Сивицки, JPM, Вёрёсмарти, CJ, Кеттнер, AJ, и Грин, П. (2005). Влияние человека на поток наземных отложений в прибрежный океан мира. Наука, 308(5720), 376-380.