Защита берега от абразии. Абразия берегов

Вся прибрежная полоса всех водоёмов планеты в той или иной степени сформировалась под воздействием волн, возникающих в этих водоёмах. Процесс, происходящий под воздействием волн и формирующий береговую линию водоёмов - называется абразия берегов. Слово Abrasia переводится с латыни как Соскабливание. Именно механическое разрушение береговой линии морей, рек и озёр планеты непрекращающимся воздействием на неё волн и определяет то состояние берегов водоёмов, которое мы наблюдаем сегодня. Наиболее интенсивно абразия берегов происходит у самого берега, на небольшой глубине, где непрерывно накатывающиеся на горные породы берегов волны прибоя и течение воды постепенно разрушают эти породы, формируя на границе вода-суша, своеобразные террасы береговой линии. Если глубина воздействия волн на разрушение берегов в озёрах и реках сравнительно небольшая (5-10 метров), то в океанах и морях процесс абразии берегов происходит до глубины 50 – 100 метров. Во время процесса абразии берега, набегающие на него прибойные волны механически разрушают их, подтачивая и унося разрушенную породу в прибрежную зону водоёмов. Таким образом, непосредственно у берега водоёма образуется волноприбойная или абразивная терраса. Берег, выше уровня воды называется «клиф», или «абразивный уступ». Подводная часть берега - «бэнч», который собственно и является «абразивной террасой».

Часть разрушенного берега водоёма в виде гальки, гравия и песка выносится волнами на абразивную террасу и оседает на ней в виде береговых аккумуляторных форм. Другая же часть материала выносится волнами дальше в водоём, где образуются так называемая прислонённая аккумуляторная терраса. Абразия берега происходит до тех пор, пока абразивная терраса не сформируется на достаточно большой площади. Когда же площадь террасы становится таковой, что прибойные волны, при движении по ней к берегу - теряют свою энергию вследствие трения волн о дно, абразия берегов прекращается. На некоторых участках берегов водоёмов протяжённость абразивных террас может достигать 20 – 25 километров. Глубина продвижения водоёма вглубь береговой линии зависит от двух важнейших факторов:
- Сила и интенсивность прибойных волн водоёма
- Твёрдость горных пород береговой линии.
В высоких широтах прибрежная полоса северных морей и помимо механической абразии берегов подвергается и термической абразии. Термическая абразия берегов – это разрушение материала берега под воздействием перепада внешних температур от минусовой отметки до плюсовых показателей. Вода, попадающая при плюсовых температурах в трещины горных пород, составляющих материал береговой линии, замерзает в трещинах при понижении температуры до минусовых значений, разрушая при этом породу, из которой состоит берег водоёма. Необходимо отметить, что скорость разрушения горных пород береговой линии при термической абразии берега достаточно велика, и в некоторых случаях она выше, чем в случае волноприбойной береговой абразии.
В некоторых случаях абразия берега усиливается под воздействием следующих факторов:
1. Повышение уровня воды в водоёме.
2. Опускание суши по причине тектонических процессов.
3. Усиление скорости течения водных потоков в реках или подводных прибрежных течений в озёрах и морях в случае увеличения количества выпадающих сезонных атмосферных осадков.
Большую проблему создают процессы абразии берегов на искусственных водоёмах (водохранилищах, искусственных морях и каналах). Берега на таких водоёмах геоморфологически - сравнительно молоды и не устоявшиеся. Материал береговой линии в большинстве случаев представлен осадочными породами, которые легко поддаются абразии. Эти обстоятельства приводят к значительным разрушениям береговой линии искусственных водоёмов в процессе абразии берегов, что приводит к значительным расходам по проведению берегоукрепляющих мероприятий. Абразия берегов приводит к потере суши береговой линии, которая неумолимо уходит под воду. Для примера: В северо-западной части российского участка береговой линии Чёрного моря под воду ежегодно уходит около 1.5 метра берега. На некоторых участках скорость поглощения Чёрным морем береговой линии составляет 3,5 – 4,0 метра в год. Особенно проблемным это явление становится в черте населённых пунктов или объектов промышленной и транспортной инфраструктуры. Для профилактики наступления моря на берег тратятся огромные средства, что не всегда приводит к положительным результатам, так как наступление моря на сушу, в некоторых случаях – предотвратить невозможно. Поэтому учёные постоянно проводят мониторинг состояния берегов в пределах населённых пунктов для предотвращения чрезвычайных ситуаций.

Абразия - процесс механического разрушения волнами и течениями берегов океанов, морей, озер и водохранилищ. Ее интенсивность зависит от энергии и силы удара волн, которая может достигать 0,6 МПа, от их высоты и направления. Сильное влияние на развитие абразии оказывают величины приливов и отливов, скорости вдоль береговых течений, конфигурация и рельеф береговой зоны (этот экзогенный геологический процесс начинается при уклонах прибрежной части водоёма более 0,01) и геологическое строение берегов. Можно выделить общую закономерность: чем слабее грунт, тем активнее идет ее развитие. Характеристика сопротивляемости разрушению различных грунтов приведена в таблице.

Большая скорость абразии наблюдается на водохранилищах, берега которых сложены песками, слабыми глинистыми грунтами и особенно лёссами. На водохранилищах его именуют переработкой берегов водохранилищ. Отчасти столь интенсивное развитие связано с тем, что грунты, не приспособленные к взаимодействию с водой, в очень короткое время оказываются во «враждебных» условиях.

В области развития многолетнемёрзлых грунтов ей обычно предшествует оттаивание грунтов теплом водных масс. Этот процесс приводит к размыву оснований склонов и нарушению их устойчивости с образованием обвалов, оползней, осыпей. Глубина действия не превышает глубины действия волн. В результате формируются абразионные берега и другие формы берегового рельефа, одна из наиболее типичных форм - это клиф. За счёт сноса грунтов разрушающихся берегов ниже уровня воды, образуется подводная аккумулятивная терраса.

Скорость и интенсивность абразии зависят от геологического строения берега, его формы, уклона дна, направления и энергии воздействия волн. Со временем процесс постепенно затухает вследствие образования полосы мелководья. Особенно интенсивно абразия проявляется у самого берега под действием прибоя (наката). Тогда грунты испытывают удар волны, коррозионное разрушение под действием ударов камней и песчинок, растворение и другие действия.

Менее интенсивно проходит подводная абразия, хотя её воздействие на дно в морях и озёрах распространяется до глубины нескольких десятков метров, в океанах до 100 м и более.

Место, где море (или любой другой водоем) непосредственно соприкасается с твердой поверхностью, называется берегом. Именно здесь происходит постоянное противостояние двух стихий: воды и земли. Со временем берега разрушаются и принимают абсолютно новые формы.

Абразия - это… Определение и происхождение термина

В самом широком смысле абразия - это процесс механического разрушения чего-либо. Сам термин происходит от латинского слова abrasio, что переводится как «соскабливание» или «соскребание».

Термин используется во многих науках и сферах человеческой деятельности. Например, существует такое понятие, как абразия зубов. Это процесс физического истирания твердых тканей зубов вследствие непосредственного контакта их поверхностей.

Данный термин можно встретить сразу в нескольких научных дисциплинах - в геологии и геоморфологии, медицине, гинекологии, нумизматике и т. д. Так, в нумизматике абразия - это износ металлических монет в ходе их обращения. А в медицине под этим понятием понимают раздражение стенок желудка вследствие воздействия сильнодействующих химических препаратов.

Абразия берегов - это что такое? Виды берегов

Береговая линия неоднородна, она постоянно разрушается и видоизменяется. Виновниками этого выступают два процесса: морской прибой и сила тяжести. С другой стороны, все прибрежные полосы любых водоемов мира, так или иначе, сформировались под непрерывным воздействием волн, возникающих в этих же водоемах.

Морская абразия - это процесс разрушения коренных и рыхлых пород берега. Логично предположить, что он зависит от трех основных факторов:

• силы и степени волнового воздействия;
• плотности и устойчивости горных пород;
• крутизны берегового склона.

Действительно, чем круче береговой склон - тем интенсивнее он будет разрушаться. И сила самих волн, разумеется, также влияет на процесс морской абразии.

В современной геоморфологии выделяют несколько основных типов берегов:

• Абразионно-денудационные (формируются под воздействием морских волн и склоновых процессов).
• Фиордовые (образованы в результате затопления водами моря или океана ледниковых долин).
• Шхерные (состоят из множества небольших скалистых островков, разделенных узкими проливами).
• Лиманные (формируются в результате затопления морем приустьевых участков речных долин).
• Риасовые (образованы вследствие затопления морскими водами узких речных долин в горных районах).

Абразивный берег и его элементы

Что такое абразивный берег? И как он выглядит?

Так называют особую, специфическую форму рельефа. Если говорить простыми словами, то это крутой и довольно высокий берег водоема (моря, океана, озера, искусственного водохранилища), который разрушается под постоянным воздействием прибоя. В результате работы волн он как бы отступает в сторону суши, «съедается» водами моря или океана.

Геоморфологи смогли выделить в структуре абразивного берега четыре основных элемента. Это:

• клиф (береговой уступ);
• волноприбойная ниша;
• бенч - абразионный подводный склон;
• подводная аккумулятивная терраса намывного типа.

В образовании любого абразивного берега участвуют два противоположных, но взаимодополняющих процесса. Это собственно абразия (разрушение волнами пород берега) и аккумуляция (накопление рыхлых продуктов этого разрушения).

В разных уголках мира можно увидеть красивейшие абразивные берега: в Англии и Шотландии, Франции и Польше, России, США, Австралии. Вот, например, на южном побережье острова Сицилия находится уникальный природный объект - Скала-дей-Турки. здесь сложен осадочной породой - мергелем. Под многолетним воздействием волн эти скалистые утесы сгладились и превратились в плавные природные ступени ослепительно белого цвета. Как это выглядит, можно увидеть на фото ниже.

Как разрушаются берега?

Процесс формирования абразивного берега начинается с образования крохотной выемки у основания его склона. Постепенно она увеличивается в своих размерах, превращаясь в крупную нишу. «Язык» пород, который нависает над этой нишей, со временем обрушивается и формирует небольшой береговой уступ - клиф.

Береговой клиф может состоять из гальки, песка, гравия и более крупного обломочного материала. Иногда он приобретает довольно причудливые формы и очертания. Так, на побережье Калифорнии есть город Мендосино, который известен своим необычным «Пляжем круглых камней» (Bowling Ball Beach). Морской прибой постепенно разрушал твердый скалистый берег, а образовавшийся обломочный материал обтачивался в море до состояния круглых каменных шаров. Выглядит все это довольно интересно (см. фото ниже).

В целом общая протяженность абразивных берегов на планете составляет около 400 тысяч километров. В среднем ежегодно с клифов и бенчей в водоемы уходит примерно 10 млрд куб. м обломочного материала.

Защита от абразии

Морская абразия доставляет немало хлопот многим странам мира. Ученые постоянно пытаются разработать более эффективные методы борьбы с ней.

Защита от данного явления может быть как естественной, так и искусственной (созданной человеком). Так, например, пляж выступает отличным природным средством защиты от разрушительного воздействия абразии. Ведь он принимает на себя основной удар морских волн, поглощая их энергию.

Искусственная защита берегов от абразии заключается в сооружении насыпных валов с внутренней стороны берега, возведении мощных бетонных стен вдоль побережья. Помогают справиться с рассматриваемым нами процессом и волнорезы. Это длинные бетонные сооружения, которые строят перпендикулярно к береговой линии. Их название говорит само за себя: волнорезы как бы «разрезают» морские волны, существенно снижая их разрушительную силу.

"До сих пор речь шла о транспортирующей и аккумулятивной деятельности морских волн и прибоя. Но эти же факторы нередко вызывают и разрушение берега. Разрушительная работа моря называется абразией " (1). "Абразионные берега возникают там, где береговой склон крутой и море глубокое. При этом волны подходят к берегу с большими запасами энергии, производя в зоне прибоя разрушение берега" (2). "Различают три вид абразии: механическую, химическую и термическую .

Механическая абразия - разрушение пород, слагающих берега, под действием ударов волн и прибоя и бомбардировки обломочным материалом, переносимыми волнами и прибоем. Это основной вид абразионной работы моря, который всегда присутствует при химической и термической абразии.

Химическая абразия - разрушение коренных пород, слагающих берег и подводный береговой склон, в результате растворения их морской водой. Основным условием проявления химической абразии, подобно карсту, является растворимость пород, слагающих берег.

Термическая абразия - разрушение берегов, сложенных мерзлыми породами или льдом, в результате отепляющего действия морской воды на лед, содержащийся в мерзлой породе или слагающий прибрежные ледники.

Мы уже знаем, что концентрация волновой энергии у мысов изрезанного берега и недонасыщение береговой зоны наносами способствуют возникновению абразионного процесса. Важнейшей предпосылкой развития абразионного берега является также крутой уклон исходного профиля подводного берегового склона. При этом условии расход энергии волны при прохождении ее над подводным береговым склоном происходит лишь в пределах узкой зоны дна, поэтому к береговой линии волны приходят с большими запасами энергии. При разрушении волн, то есть при прибое, который в данных условиях имеет особенно бурный характер, максимальное механическое воздействие на слагающие берег породы приходится на участок, непосредственно прилегающий к береговой линии. В результате здесь образуется выемка - волноприбойная ниша.

Дальнейшее углубление ниши приводит к обрушению нависающего над ней карниза. В зону прибоя поступает масса обломков породы. Они служат теперь материалом, при помощи которого прибой, бомбардируя ими образовавшийся уступ, еще интенсивнее разрушает берег.

Процесс выработки волноприбойной ниши и обрушения нависающего над ней карниза повторяется неоднократно. Постепенно вырабатывается вертикальный или почти вертикальный уступ - абразионный обрыв, или клиф . По мере отступания клифа под ударами волн и прибоя перед его подножьем вырабатывается слабо наклоненная в сторону моря площадка, называемая бенчем. Бенч начинается у самого подножья клифа, то есть у волноприбойной ниши, и продолжается также ниже уровня моря.

Чем больше идет отступание клифа, то есть чем дольше и интенсивнее работает абразия, тем положе становится та часть бенча, которая прилегает к клифу. Благодаря этому профиль абразионного берега постепенно приобретает вид выпуклой кверху кривой. Выположенная верхняя часть профиля становится все шире, и со временем волнами, для того чтобы достигнуть берега, приходится преодолевать очень широкую полосу образовавшегося мелководья. Большая затрата волновой энергии при прохождении над мелководьем приводит в конечном счете к затуханию, а затем и к полному прекращению абразии. Таким образом, абразия сама, по мере своего развития, создает условия, которые ставят предел абразионному процессу.

Скорость абразии оценивается величиной отступания бровки или подножья клифа за определенный отрезок времени, например за год.

Она зависит от параметров волн, но есть и ряд других условий, ее определяющих. Так, высокие берега отступают медленнее, чем низкие. Берега, сложенные более прочными породами, разрушаются медленнее, чем берега, сложенные рыхлыми или слабосцементированными породами. Замечено, например, что берега, сложенные кристаллическими изверженными породами, нередко вообще не обнаруживают сколько-нибудь заметных признаков отступания. Берега же, сложенные глинами, мергелями, суглинками, песками или слабосцементированными песчаниками, отступают очень быстро, на несколько метров в год" (1).