Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение процессов, происходящих в береговой зоне и на шельфе, которые давно и успешно осваиваются человеком, диктуется практическими нуждами.
В береговой зоне и шельфовых областях сосредоточена значительная доля минеральных, биологических и энергоресурсов.
Являясь областью приоритетных капиталовложений, приносящих огромный доход, береговая зона испытывает сильное воздействие со стороны хозяйственной деятельности. Хозяйственный пресс влечет за собой целый ряд негативных последствий.
Отмечаемый в последние десятилетия неуклонный подъем уровня Мирового океана привёл к повсеместному усилению процессов переформирования берегов и рельефа подводного берегового склона. Материальный уцерб, причиняемый народному хозяйству этими процессами, зачаст;то очень велик.
Этими обстоятельствами и обусловлен возросший интерес к результатам исследований на морских берегах и шельфе.
И, несмотря на то, что к качеству прогноза береговых процессов требования всегда были высокими, сейчас они ещё больше возросли. Поэтому, выявление новых общих и частных закономерностей процессов, протекающих в зоне контакта гидросферы и литосферы имеют несомненный научный и прикладной интерес.
Цель работы. За более чем полувековую историю береговая наука не раз обращалась к поиску причин, которые придают аккумулятивному рельефу берегов и дна тот или иной облик. Но несмотря на громадный опыт и теоретических и экспериментальных работ, морская геоморфология в ряде отправных моментов не продвинулась вперед.
Причина этого состоит в том, что морская геоморфология ориентирована в основном на ветровое волнение. Но ветроЕые волны, относящиеся к классу короткопериодных гравитационных волн, не единственная сила, воздействующая на берега и дно. В океана су-
- 2 -шествуют другие типы волн, которые может быть менее заметны, но в равной мере важны в динамике океана. Обладая энергией, существенно превосходящей энергию ветрового волнения, они производят огромную морфодинамичеекую и литодинамическую работу в батиальной и, особенно, в шельфовои зоне океана. Эти волны, называемые захваченными или топографическими, охватывают широкий диапазон периодов - от десятков секунд до нескольких суток и более СЛе Блон,Майеек,1981]. Некоторые типы волновых движений являются не колебаниями относительно равновесного уровня, а представляют собой изменчивость полей горизонтальных движений.
Исследование морфогенетической роли волн различного диапазона посвящена настоящая работа.
Фактический материал и методика работы. Для решения поставленной задачи использовались материалы, полученные автором в ходе проведения природных экспериментов на сходных по морфологии отмелых песчаных берегах и мелководных шельфах Чёрного,Азовского и Каспийского морей. Природные эксперименты были дополнены наблюдениями в гидролотке.
Комплекс геоморфологических работ состоял из серии промеров на закрепленных профилях, определении мощности деятельного слоя, отбора взвешенных наносов на разных горизонтах в характерных точках подводного профиля и повторных съемок линии уреза на эталонных участках.
Измерения поверхностного волнения проводились одно или трех-компонентным датчиком волнения (в зависимости от поставленной задачи). Продолжительность регистрации волнения варьировала от 10 минут до одних и более суток, что диктовалось задачами исследования, ыногосуточные измерения направления и скоростей течений в береговой и шельфовои зоне производились с помощью вертушек БПВ, приборов АЦИТ. В отдельных случаях аппаратурные измерения течений сопровождались съемками с помощью поплавков с нейтральной плавучестью (дискретных трассеров).
Обработка материалов наблюдений осуществлялась по стандарт-
ним методикам с использованием ПЭВМ.
Для решения отдельных задач исследования использовались материалы космических и аэрофотосъемок.
Новизна. Настоящая работа посвящена исследованию роли морских волн различного временного масштаба в динамике рельефа и осадков на аккумулятивных побережьях и на отмелых протяженных шельфах.
На основе природных экспериментов, проводившихся на отмелых песчаных побережьях Каспийского, Азовского и Чёрного морей исследована роль взаимодействия поверхностного волнения "видимого" диапазона с песчаным дном а также роль инфрагравитационных волн и градиентно-вихревых образований в динамике рельефа и осадков. Природные эксперименты дополнены опытами в гидролотке.
На основе анализа массового эмпирического натурного и лабораторного материала выявлены основные закономерности взаимодействия длинных волн с донным рельефом.
Основываясь на роли длинных волн в динамике рельефа и их связи с синоптическими циклами намечены пути прогнозирования интенсивности процессов в береговой зоне и на шельфе.
Рассмотрены возможности применения результатов исследований для решения экологических задач в береговой зоне.
Практическая ценность работы. Результаты разработок могут быть использованы при решении широкого крута народнохозяйственных задач, в частности зашиты берегов от размыва, гидротехнического строительства, экологического мониторинга и др.
Частично результаты исследований были использованы при написании Технико-экономического доклада и Технико-экономического обоснования "Каспий", выполненного по поручению комиссии Совета министров РФ по чрезвычайным ситуациям а также при проведении рекогносцировочных обследований и разработке программы экологического мониторинга Бургасского залива для фирмы "Эком" (Республика Болгария).
Апробация работы. Основные результаты исследований доклады-
вались на всесоюзных совещаниях рабочей группы "Берега" комиссии по проблемам Мирового океана при президиуме РАН (г.Сочи,1978; г.Москва,1987; 1991), на всесоюзном совещании "Новее в изучении Каспия" (г.Баку,1979), на втором съезде советских океанологов (г.Ялта,1982), на всесоюзном совещании "II Щукинские чтения" (г.Москва,1990) и др.
Публикации.
Результаты работы изложены в 11 статьях, опубликованных в периодических изданиях и в научных тематических сборниках.
Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, шести глав и заключения, списка литературы и содержит 142 етра^ ниц текста, 39 рисунков. Список литературы насчитывает 118 наименований.
