Spatial Distribution of Concentration and Content of Suspended Sediments Near Bottom at Eroded Shore of the Kaliningrad Oblast in Conditions of Changes of Wind
Abstract and keywords
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.

Keywords:
suspension, sediment flows, Baltic sea
Text
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)
References

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

Login or Create
* Forgot password?