Эволюция пляжей происходит на береговой линии , где морская, озерная или речная вода размывает землю. Пляжи существуют там, где песок накапливался в результате многовековых повторяющихся процессов, которые разрушают скалистый и осадочный материал в песчаные отложения. Дельты рек откладывают ил из верховьев реки, который скапливается в устье реки, расширяя береговую линию озера или океана. Катастрофические явления, такие как цунами , ураганы и штормовые нагоны, ускоряют эрозию пляжей.
Цунами , потенциально огромные волны, часто вызываемые землетрясениями , обладают огромным потенциалом эрозии и переработки отложений . Они могут лишить пляжи песка , который накапливался годами, и могут уничтожить деревья и другую прибрежную растительность. Цунами также способны затопить территорию на сотни метров вглубь суши после типичного уровня паводка, а быстро движущаяся вода, связанная с наводнением цунами, может разрушить дома и другие прибрежные сооружения.
Штормовой нагон — это береговой поток воды, связанный с погодной системой низкого давления — штормами. Штормовые нагоны могут вызвать нарастание и эрозию пляжей . [1] Исторически примечательные штормовые нагоны произошли во время наводнения в Северном море 1953 года , урагана Катрина и циклона Бхола 1970 года .
Некоторые геологические события и климат могут изменить (постепенно или внезапно) относительную высоту поверхности Земли по отношению к уровню моря . Эти события или процессы постоянно меняют береговые линии.
Вулканическая активность может создать новые острова. Например, остров Суртсей диаметром 800 метров (2600 футов) в Исландии был создан в период с ноября 1963 года по июнь 1967 года. С тех пор остров частично подвергся эрозии, но ожидается, что он просуществует еще 100 лет.
Некоторые землетрясения могут вызвать внезапные изменения относительного уровня земли и резко изменить береговую линию. Структурно контролируемые побережья включают зону разлома Сан-Андреас в Калифорнии и сейсмический Средиземноморский пояс (от Гибралтара до Греции).
В период с августа 1982 по декабрь 1984 года в заливе Поццуоли в Поццуоли , Италия, произошли сотни подземных толчков. Подземные толчки, достигшие пика 4 октября 1983 года, повредили 8000 зданий в центре города и подняли морское дно почти на 2 метра ( 6,6 футов). Это сделало залив Поццуоли слишком мелким для больших судов и потребовало реконструкции гавани с новыми причалами. На фотографии вверху справа изображена гавань до подъема, а на фотографии справа внизу — новая пристань.
Постепенная эволюция пляжей часто происходит в результате взаимодействия прибрежного дрейфа , волнового процесса, посредством которого отложения движутся вдоль берега пляжа, и других источников эрозии или нарастания, таких как близлежащие реки.
Дельты питаются аллювиальными системами и накапливают песок и ил , растущие там, где поток наносов с суши достаточно велик, чтобы избежать полного удаления прибрежными течениями, приливами или волнами.
Большинство современных дельт сформировались в течение последних пяти тысяч лет, после того как уровень моря достиг нынешней высоты. Однако не все отложения остаются на месте постоянно: в краткосрочной перспективе (от десятилетий до столетий) исключительные речные наводнения, штормы или другие энергетические явления могут удалить значительные части дельтовых отложений или изменить их распределение долей, а в более длительных геологических временных масштабах море -колебания уровня приводят к разрушению дельтовых особенностей.
Проседание — это движение поверхности Земли вниз относительно уровня моря вследствие внутренних геодинамических причин. Противоположностью оседанию является поднятие , которое увеличивает высоту.
Венеция , вероятно, является самым известным примером опускающегося региона. Он испытывает периодические наводнения, когда приходят экстремально высокие приливы или волны. Это явление вызвано уплотнением молодых отложений в районе дельты реки По , усиленным эксплуатацией подземных вод и газа. Искусственные работы по решению проблемы прогрессирующего опускания не увенчались успехом.
Меларен , третье по величине озеро в Швеции, является примером дегляциального поднятия. Когда-то это была бухта, по которой морские суда могли заходить далеко в глубь страны, но в конечном итоге она превратилась в озеро. Его поднятие было вызвано дегляциацией: удаление веса ледников ледникового периода вызвало быстрое поднятие депрессивной земли. В течение 2000 лет, пока лед разгружался, подъем продолжался со скоростью около 7,5 сантиметров (3,0 дюйма) в год. После завершения дегляциации подъем замедлился примерно до 2,5 см (0,98 дюйма) в год, а затем снизился в геометрической прогрессии. Сегодня ежегодные темпы подъема составляют 1 сантиметр (0,39 дюйма) или меньше, и исследования показывают, что восстановление будет продолжаться еще около 10 000 лет. Общий подъем после окончания дегляциации может достигать 400 метров (1300 футов).
Комплексное управление прибрежной зоной сводит к минимуму негативное антропогенное воздействие на побережья , усиливает береговую оборону , снижает риск, связанный с повышением уровня моря и другими опасными природными явлениями .
Эрозия пляжа – это тип биоэрозии , который изменяет географию побережья за счет морфодинамики пляжа . Есть многочисленные случаи [ правописание? ] современного спада пляжей , главным образом из-за берегового дрейфа и опасностей развития прибрежных районов, связанных с деятельностью человека.
Решения варьируются от подхода «ничего не делать» до подхода «Переместить пляж в сторону моря», в котором используются элементы жесткого и мягкого проектирования. Интервенционистские методы, такие как «Переместить пляж в сторону моря», сочетают в себе жесткие инженерные методы, такие как строительство структур ( аккроподов ), с мягкими инженерными методами, такими как стабилизация песчаных дюн. Эти меры направлены на предотвращение эрозии пляжей , вызванной прибрежным дрейфом и опасностями застройки прибрежных зон , а также на содействие развитию и расширению пляжей .
Пять общих подходов к планированию береговой обороны: [2]
Двумя методами береговой инженерии являются методы жесткой и мягкой инженерии.
Методы жесткого проектирования также называют «структурными методами». «Движению к морю» обрастанию пляжа могут способствовать четыре основных типа жестких инженерных сооружений, а именно дамба , насыпь , волнорез или волнорез . Наиболее часто используемые твердые конструкции - это дамба и серия «мысовых волн» (волнорез, соединенный с берегом волнорезом).
Четыре основных типа сооружений или аккроподов — это дамбы, волноломы, волноломы и ограждения. Мысные буны представляют собой комбинацию волнолома и волнолома.
Морские дамбы перенаправляют большую часть падающей энергии в виде наклонных ограждений, что приводит к малому отражению волн и значительному снижению турбулентности. В проектах используются пористые конструкции из камня или бетонных объектов, таких как тетраподы или Xblocs, со ступенями для доступа к пляжу. Например, дамба на пляже Кронулла, Новый Южный Уэльс [ 3] использует бетонную стену. Затопленные дамбы или сооружения строятся для создания подводных рифов, замедляющих энергию волн и эрозию пляжей.
Волны — это стены, перпендикулярные береговой линии. Буны обычно располагаются последовательно, а участки между группами волн называются полями волн . Чтобы направить песок к берегу, предназначенному для скопления песка, на восходящем конце пляжа размещается более короткая волна, слегка повернутая в сторону нисходящего склона пляжа, а на нижнем конце пляжа размещается более длинная буна, устанавливается серия волн. развернут между двумя концами. Волны часто изготавливаются из габионов, зелени, бетона, камня или дерева. Материал накапливается на стороне нисходящего течения, где прибрежный дрейф происходит преимущественно в одном направлении, создавая более широкий и обильный пляж. Волны экономически эффективны, не требуют особого ухода и являются одним из наиболее распространенных средств защиты. [4]
Волнорез , также называемый «морским волноломом», представляет собой морское сооружение, построенное параллельно берегу для изменения направления волн и энергии приливов. Волны разбиваются дальше от берега и, следовательно, теряют эрозионную силу. Это приводит к образованию более широких пляжей, которые еще больше поглощают энергию волн. По берегу пляжа часто устраивают серию волнорезов.
Ограждения представляют собой наклонные или вертикальные блокады, построенные параллельно побережью, обычно ближе к задней части пляжа, чтобы защитить территорию за его пределами. Самые простые облицовки состоят из деревянных брусьев с возможным заполнением из камня. Волны разбиваются о облицовки, которые рассеивают и поглощают энергию. Береговая линия защищена пляжным материалом, удерживаемым за барьерами, поскольку ограждения удерживают часть материала. Если другие методы не используются в сочетании, прибой постепенно разрушает и разрушает облицовку, что требует постоянного обслуживания.
Другие типы используемых структур:
Каменная броня , также называемая каменной наброской , представляет собой фундамент, уложенный на берегу моря с использованием местного материала. Это может быть выступающее основание дамбы или облицовка, позволяющая сократить расходы на ее обслуживание. Береговой дрейф не затруднен.
Стабилизация скал может быть достигнута за счет дренажа избыточной дождевой воды, террас, посадок и проводки, удерживающей скалы на месте.
Шлюзы предотвращают ущерб от штормовых нагонов или любого другого стихийного бедствия, которое может нанести вред территории, которую они защищают. Они обычно открыты и допускают свободный проход, но закрываются под угрозой штормового нагона. Темзский барьер является примером такой структуры.
Эти строительные элементы могут быть включены в любую из вышеперечисленных конструкций либо в качестве основного элемента, либо в качестве дополнительного элемента для улучшения, чтобы снизить стоимость и техническое обслуживание основных структурных элементов.
Это сложные железобетонные объекты, такие как A-jack , Akmon , Dolos , Honeycomb seawall (Seabees), KOLOS , Tetrapod и Xbloc . Простые бетонные блоки были заменены этими сложными бетонными объектами, поскольку эти объекты более устойчивы к воздействию волн и требуют меньше бетона для достижения превосходного результата. Их можно использовать для строительства дамб, волноломов, волноломов и других сооружений, включая жилые дома. Тетрапод, используемый на Марин-Драйв в Мумбаи, является примером сложных бетонных объектов.
Габионы строятся путем соединения валунов и камней в сетчатые клетки и размещаются перед участками, уязвимыми для эрозии, иногда по краям скал или под прямым углом к пляжу. Когда океан достигает габиона, вода стекает через осадок, а конструкция поглощает умеренное количество волновой энергии. Габионы необходимо надежно связать, чтобы защитить конструкцию. Его можно использовать для строительства дамб, волноломов, волноломов, облицовки, зданий, подводных рифов и т. д.
Мягкая инженерия использует «мягкую» (непостоянную) структуру путем создания более крупного резервуара с песком, отодвигающего береговую линию в сторону моря. Он приобрел популярность, поскольку сохранил пляжные ресурсы и позволил избежать негативного воздействия жестких сооружений.
Управляемое отступление означает, что береговая линия будет разрушаться, а здания и инфраструктура будут перемещаться дальше вглубь страны.
Эволюция пляжа, также называемая «пополнением пляжа» или «питанием пляжа», включает в себя импорт песка из других мест и добавление его на существующий пляж. Импортируемый песок должен быть того же качества, что и существующий пляжный материал, чтобы он мог сливаться с местными естественными процессами и без неблагоприятных последствий. Без бунов или схемы требуются повторные применения в годовом или многолетнем цикле. Пляжное питание можно использовать в сочетании с изогнутой в сторону моря структурой «волнолом» в форме полумесяца, сочетающей в себе преимущества волноломов и волноломов.
Стабилизация песчаных дюн защищает пляжи, улавливая переносимый ветром песок, увеличивая естественное формирование пляжей. Заборы могут позволить пескоуловителям создавать выбросы и увеличивать улавливание переносимого ветром песка. Такие растения, как аммофила (трава маррама), могут связывать осадок.
Обезвоживание забоя приводит к снижению уровня грунтовых вод локально под забоем пляжа. Это приводит к нарастанию песка над дренажной системой. [5]
Затраты на установку, эксплуатацию и техническое обслуживание варьируются в зависимости от:
Этот пример интегрированного управления прибрежной зоной основан на подходе общего планирования «перемещение пляжа к морю», который включает в себя как жесткие , так и мягкие инженерные методы. Этот сценарий сводит к минимуму усилия и затраты на техническое обслуживание за счет оптимального использования прибрежной географии путем включения природных прибрежных географических особенностей в инженерный проект. Затраты поддерживаются на низком уровне за счет использования легкодоступных бесплатных или экономически эффективных местных материалов, использование которых уже известно или легко приобретено местной рабочей силой. Это решение включает в себя питание пляжей (создание рекреационной зоны путем заполнения песком), а также дальнейшее расширение пляжей и предотвращение эрозии пляжей , вызванной прибрежным дрейфом и опасностями застройки побережья . В конструкции используется более короткая волна, слегка наклоненная к пляжу в том же направлении, что и нисходящая полоса, с рядом «волн мыса», перпендикулярных берегу, и более длинная «волна мыса» в конце нисходящей стороны пляжа с меньший по размеру «волн мыса», перпендикулярный ему и обращенный к восходящему концу пляжа.
В этом примере тропической обстановки часть моря можно было бы вернуть, построив дамбу с облицовкой (наклоном), укрепленной армированием сотовых сиби из бетона с шестиугольными отверстиями, части дамбы можно сделать из габионов . Дамба будет располагаться [6] на гравии или камне . Морская дамба может представлять собой сочетание вертикальных конструкций в тех местах, где требуется больше места, и сужающихся облицовок (наклонов) в качестве эстетического элемента ландшафтного дизайна. Облицовки могут быть изготовлены из местного материала. Различные части облицовки могут иметь разный материал и конструкцию, например, габионы ( сварная проволочная сетка , заполненная камнем, гравием и деревом) и сотовые сиби (из бетона с шестиугольными отверстиями). В местах спуска можно использовать сотовые сиби или габионы, хотя самым дешевым вариантом будет деревянный волнорез, такой как тот, который используется в Мандесли . Другие участки дамбы и облицовки могут представлять собой смесь цементированных невысоких стенок, габионов, каменной наброски из гравия или мешков с песком. Части дамбы и облицовки можно оставить открытыми, особенно те, которые сделаны из декоративных габионов , а другие части можно покрыть местными растениями низкого или среднего уровня. Дамба будет располагаться [7] на гравийном или каменном основании, которое может быть шире дамбы, так что она также будет действовать как каменная наброска.
Восстановленная территория может быть заполнена песком и стабилизирована с помощью эстетического ландшафтного дизайна за счет выращивания местных деревьев и растений. Плотный слой местных тропических деревьев можно посадить на материковой стороне мелиорированных земель, принимая во внимание высоту деревьев, чтобы они не закрывали обзор каких-либо построек, таких как курорт или пляжный домик. Восстановленная территория повысит экономическую ценность за счет создания заполненной песком безопасной зоны отдыха, в которой могут разместиться зоны для принятия солнечных ванн, а также внутренний детский бассейн с пресной или морской водой или лагуна, окруженная барами, ресторанами, местами для занятий водными видами спорта и т. д. Рестораны могут располагать зоны с выдвижными навесами, расположенные ближе к дамба озеленена сужающимися слоями вечнозеленых местных тропических растений. Бары могут быть открытыми, переносными или с навесом ( хижина нипа с соломенной крышей и решеткой из местного материала, беседкой или пляжным зонтиком ) с креслами у бассейна и на пляже. Сидения могут представлять собой расслабляющие и раскинувшиеся футоны с откидной спинкой, затонувшие песочные ямы, наполненные песком мешки с фасолью на пляже, дизайнерские табуреты/стулья и столы местного производства, изготовленные из местных экологически чистых природных материалов, таких как бамбук, состаренные деревенские коряги и обилие низких выветривание родной древесины.
В Средиземном море дельты непрерывно растут в течение последних нескольких тысяч лет. Шесть-семь тысяч лет назад уровень моря стабилизировался, и непрерывные речные системы, эфемерные потоки и другие факторы начали этот устойчивый рост. Поскольку интенсивное использование человеком прибрежных территорий является относительно недавним явлением (за исключением дельты Нила ), до последних столетий контуры пляжей в основном формировались силами природы.
В Барселоне , например, прирост побережья был естественным процессом до позднего средневековья, когда строительство гавани увеличило скорость прироста .
Порт Эфеса , одного из великих городов ионийских греков в Малой Азии , был заполнен наносами из-за наносов близлежащей реки; сейчас он находится в 5 км (3,1 мили) от моря. Точно так же Остия , некогда важный порт недалеко от древнего Рима , теперь находится на несколько километров вглубь страны, а береговая линия медленно сместилась в сторону моря.
Брюгге стал портом в раннем средневековье и был доступен по морю примерно до 1050 года. Однако в то время естественная связь между Брюгге и морем заилилась. В 1134 году штормовое наводнение открыло глубокий канал Цвин , который до пятнадцатого века связывал город с морем через канал от Звина до Брюгге. Брюгге пришлось использовать для этой цели ряд аванпортов, таких как Дамм и Слейс . В 1907 году в Зебрюгге был открыт новый морской порт .
В настоящее время важные участки низких побережий находятся в состоянии рецессии, теряя песок и уменьшая размеры пляжей. Эта потеря может произойти очень быстро. Существуют различные причины рецессии пляжей, некоторые из них более естественны, чем другие (степень антропизации ). Примеры этого происходят в Сете , в Калифорнии, в Польше, в Авейру (Португалия), в Нидерландах и в других местах вдоль Северного моря . В Европе береговая эрозия широко распространена (не менее 70%) и распространена весьма неравномерно.
Пляжи Калифорнии и другие особенности береговой линии меняются в зависимости от наличия пляжного песка, волн и энергии течений, воздействующих на побережье, а также других физических процессов, влияющих на движение песка. Для формирования и поддержания пляжей вдоль береговой линии необходим постоянный приток песка. Многие виды деятельности человека, включая строительство плотин и русло рек, привели к сокращению поставок песка, попадающего в океан. Это, в свою очередь, препятствовало пополнению пляжей и, таким образом, создало большую уязвимость береговой линии, которая всегда подвергалась разной степени эрозии. Практических решений по улучшению поставок песка из внутренних источников немного, поэтому борьба с эрозией береговой линии, скорее всего, будет по-прежнему сосредоточена на границе суши и моря вдоль береговой линии Калифорнии.
Строительство волноломов , причалов или волноломов для защиты входов в гавань, поддержания пляжей или защиты прибрежных сооружений как способствовало, так и вредило движению песка вдоль береговой линии. Защитные конструкции задерживают песок и позволяют пляжам расширяться вверх по побережью от устройства, но могут препятствовать потоку песка на пляжи, расположенные ниже по берегу.
Некоторые из бункеров береговой обороны Атлантического вала , построенных немецкими солдатами во время Второй мировой войны на вершине дюн, находились под водой 2/3 времени спустя 65 лет после войны. На нем показано падение пляжа на 200 метров за 65 лет.
Спад побережья в районе Сета связан с прекращением подачи прибрежного наносного песка из-за роста дельты Роны , которая (как и большинство дельт) становится независимой от остального побережья. Нынешняя береговая линия Лидо находится в 210 метрах от римского пляжа.
Голландское побережье состоит из песчаных пляжей с множеством полос и может быть охарактеризовано как побережье с преобладанием волн. Примерно 290 км побережья состоит из дюн и 60 км защищено такими сооружениями, как дамбы и дамбы . С таянием льда в конце последнего ледникового периода береговая линия сместилась на восток, пока примерно 5000 лет назад не было достигнуто нынешнее положение голландской береговой линии. Поскольку повышение уровня моря застопорилось, приток песка уменьшился и образование пляжных хребтов прекратилось, после чего, когда во время штормов море прорвало линию дюн , люди начали защищать землю, строя примитивные дамбы и стены. Дюны вместе с пляжем и береговой линией обеспечивают естественную песчаную защиту моря. Около 30% территории Нидерландов находится ниже уровня моря.
За последние 30 лет примерно 1 миллион м³ песка в год уходил с голландского побережья в глубокую воду. На большинстве северных прибрежных участков эрозия происходит на большой глубине, а также в прибрежной зоне. На большинстве южных участков седиментация происходит в прибрежной зоне, а эрозия – в глубоководной. Структурная эрозия вызвана повышением уровня моря относительно суши, а в некоторых местах она вызвана портовыми плотинами. Голландское побережье, рассматриваемое как единое целое, демонстрирует эрозионное поведение. Около 12 миллионов м³ песка ежегодно переносится из Северного моря в Ваттовое море в результате относительного повышения уровня моря и береговой эрозии.
Во время последнего оледенения территория Прибалтики и Польши была покрыта льдом и связанными с ним моренными отложениями. Дегляциация оставила значительное количество рыхлых отложений. В настоящее время эти рыхлые отложения сильно размыты и переработаны морем.
Северное побережье Португалии и его пляжи питались крупными иберийскими реками. Массовое строительство плотин в бассейне реки Дору сократило поступление наносов на побережье Авейру , что привело к его спаду. Все это время велись напряженные защитные работы.
![Приподнятые тюковые дома народа Ифугао.[9]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9a/Traditional_stilt_houses_in_Bangaan_of_the_Ifugao_people.jpg/1280px-Traditional_stilt_houses_in_Bangaan_of_the_Ifugao_people.jpg)
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )