Береговая эрозия - Coastal erosion

Сильная морская эрозия: обвал обрыва Hunstanton на востоке Англии
Морская эрозия в Валиятуре, Керала, Индия
Туннельные структуры, образованные в результате эрозии в прибрежном национальном геопарке Цзиньшитан, Далянь, Провинция Ляонин, Китай

Береговая эрозия потеря или перемещение земли, или долгосрочное удаление осадок и качается вдоль береговая линия из-за действия волны, токи, приливы, ветровая вода, водный лед или другие воздействия штормов.[1][2][3] Отступление береговой линии к суше можно измерить и описать во временной шкале приливов, сезонов и других краткосрочных циклических процессов.[4] Прибрежная эрозия может быть вызвана гидравлический действие истирание, удар и коррозия ветром и водой, и другими силами, естественными или неестественными.[4]

На не каменистых побережьях прибрежная эрозия приводит к образованию скальных образований в тех областях, где береговая линия содержит слои горных пород или зоны трещин с различным сопротивлением эрозии. Более мягкие участки размываются намного быстрее, чем более твердые, что обычно приводит к появлению таких форм рельефа, как туннели, мосты, столбцы, и столбы. Со временем берег вообще выравнивается. Более мягкие участки заполняются отложениями, размытыми твердыми участками, и скальные образования размываются.[5] Также истирание обычно происходит в местах, где дует сильный ветер, рыхлый песок, и мягкие породы. Выдув миллионов острых песчинок создает пескоструйная обработка эффект. Этот эффект помогает разрушать, сглаживать и полировать камни. Определение абразивного истирания - это шлифование и истирание породы. поверхности из-за механического воздействия других частиц камня или песка.

Согласно IPCC, повышение уровня моря вызванный изменение климата усилит эрозию берегов во всем мире, значительно изменив берега и низменные прибрежные районы.[6]

Прибрежные процессы

Гидравлическое действие

Гидравлическое действие происходит, когда волны ударяются о обрыв лицо сжимает воздух в трещинах на скале. Это оказывает давление на окружающую породу и может постепенно раскалывать и удалять куски. Со временем трещины могут разрастаться, иногда образуя пещера. Осколки падают на морское дно, где подвергаются дальнейшему волновому воздействию.

Потертость

Потертость возникает, когда волны вызывают отслаивание кусков каменного мусора (осыпь ) сталкиваться друг с другом, шлифуя и измельчая друг друга, постепенно становясь меньше, ровнее и круглее. Осыпь также сталкивается с основанием скалы, отколая небольшие куски камня от обрыва или разъедание (истирание) эффект, похожий на наждачную бумагу.

Решение

Решение это процесс, при котором кислоты, содержащиеся в морской воде, растворяют некоторые виды горных пород, такие как мел или известняк.[7]

Истирание

Истирание, также известен как разъедание, происходит, когда волны разбиваются о скалы и медленно их размывают. Когда море бьет по склону скалы, оно также использует осыпь от других волновых воздействий, чтобы разбивать и отламывать куски камня с более высокого уровня скалы, что может использоваться для того же волнового воздействия и истирания.

Коррозия

Коррозия или раствор / химическое выветривание происходит, когда море pH (все, что ниже pH 7,0) разъедает камни на скале. Известняк Это особенно сильно сказывается на скалах с умеренно высоким pH. Волновое воздействие также увеличивает скорость реакции за счет удаления прореагировавшего материала.

Факторы, влияющие на скорость эрозии

Основные факторы

Эрозия морских дюн на пляже Талаче, Уэльс

Способность волны вызывать эрозия из обрыв лицо зависит от многих факторов.

В твердость (или, наоборот, размываемость ) морских скал контролируется Скала сила и наличие трещины, переломы, а также кровати из несвязных материалов, таких как ил и хорошо песок.

Скорость падения обрыва мусор удален из береговая линия зависит от мощности волн, пересекающих пляж. Эта энергия должна достигнуть критического уровня для удаления материала из лепестка мусора. Доли мусора могут быть очень стойкими, и для их полного исчезновения может потребоваться много лет.

Пляжи рассеивают энергию волн на береговой полосе и обеспечивают определенную защиту прилегающей территории.

Устойчивость береговой полосы или ее устойчивость к опусканию. После стабилизации береговая линия должна расширяться и становиться более эффективной в рассеивании энергии волн, чтобы меньше и менее мощных волн выходило за ее пределы. Обеспечение восходящего потока материала, попадающего на береговую полосу под обрывом, помогает обеспечить стабильный пляж.

Соседний батиметрия, или конфигурация морского дна, контролирует волновую энергию, приходящую к берегу, и может иметь важное влияние на скорость эрозии обрыва. Отмели и отмели обеспечивают защиту от волновой эрозии, заставляя штормовые волны разбиваться и рассеивать свою энергию до того, как достигают берега. Учитывая динамический характер морского дна, изменение положения отмелей и отмелей может привести к изменению местоположения эрозии пляжа или утеса вдоль берега.[8]

На прибрежную эрозию сильно повлияло повышение уровня моря во всем мире. На восточном побережье Соединенных Штатов были приняты большие меры по усилению береговой эрозии. В таких местах, как Флорида, наблюдается усиление прибрежной эрозии. В ответ на это увеличение Флорида и ее отдельные округа увеличили бюджеты, чтобы восполнить эродированные пески, которые привлекают посетителей во Флориду и помогают поддерживать многомиллиардную индустрию туризма.

Вторичные факторы

  • Выветривание и транспортные наклонные процессы
  • Гидрология склонов
  • Растительность
  • Эрозия подножия утеса
  • Накопление наносов на подножье обрыва
  • Устойчивость отложений подножия обрыва к истиранию и транспортировке
  • Человеческая активность

Третичные факторы

  • Добыча ресурсов
  • Прибрежное управление

Методы контроля

Существует три распространенных метода борьбы с эрозией берегов. К этим трем относятся: меры по борьбе с мягкой эрозией, меры по борьбе с жесткой эрозией и перемещение.

Контроль сильной эрозии

Это изображение представляет собой типичную морскую дамбу, которая используется для предотвращения береговой эрозии и борьбы с ней.

Методы борьбы с жесткой эрозией обеспечивают более надежное решение, чем методы борьбы с мягкой эрозией. Дамбы и бойны служат полупостоянной инфраструктурой. Эти конструкции не защищены от нормального износа, и их необходимо ремонтировать или перестраивать. По оценкам, средняя продолжительность жизни морской дамбы составляет 50–100 лет, а средняя продолжительность жизни гройны - 30–40 лет.[9] Из-за их относительной постоянства предполагается, что эти структуры могут быть окончательным решением проблемы эрозии. Морские дамбы также могут лишить публику доступа к пляжу и резко изменить естественное состояние пляжа. Волны также кардинально меняют естественное состояние пляжа. Некоторые утверждают, что бойны могут сократить интервал между проектами по уходу за пляжами, хотя они не рассматриваются как решение проблемы питания на пляже.[10] Другие критические замечания в адрес морских дамб заключаются в том, что они могут быть дорогими, сложными в обслуживании и иногда могут нанести дополнительный ущерб пляжу, если построены неправильно.[11]

Естественные формы борьбы с сильной эрозией включают посадку или поддержание естественной растительности, такой как мангровые заросли леса и коралл рифы.

Контроль мягкой эрозии

Песчаный пляж на месте урагана Сэнди.

Стратегии мягкой эрозии относятся к временным вариантам замедления эффектов эрозии. Эти варианты, включая Мешок с песком и питание на пляже, не являются долгосрочными или постоянными решениями.[9] Другой метод, очистка пляжа или бульдозерство, позволяет создать искусственную дюну перед зданием или как средство сохранения фундамента здания. Однако в США действует федеральный мораторий на снос пляжей бульдозерами в период гнездования черепах с 1 мая по 15 ноября.[12] Один из наиболее распространенных методов борьбы с мягкой эрозией - проекты по благоустройству пляжей. Эти проекты включают выемку песка и перемещение его на пляжи как средство восстановления песка, утраченного в результате эрозии.[9] В некоторых ситуациях питание на пляже не является подходящей мерой для борьбы с эрозией, например, в районах с песчаными опусканиями или частыми и сильными штормами.[11] Динамическая облицовка, который использует рыхлый булыжник, чтобы имитировать функцию естественного штормовой пляж, может быть альтернативой для борьбы с мягкой эрозией в высокоэнергетических средах, таких как открытое побережье.[13]

Переезд

Дальнейшая информация: Управляемое отступление

Возможен перенос инфраструктуры любого жилья подальше от побережья. Естественные процессы как абсолютного, так и относительного повышение уровня моря и эрозия учитываются при восстановлении. В зависимости от таких факторов, как серьезность эрозии, а также от природного ландшафта собственности, перемещение может означать просто перемещение вглубь страны на небольшое расстояние, или перемещение может заключаться в полном удалении улучшений на территории.[11] Как правило, общественная поддержка «отступления» невысока.[14]

Отслеживание

Штормы могут вызвать эрозию в сотни раз быстрее, чем при обычной погоде. Сравнения до и после могут быть выполнены с использованием данных, собранных вручную. лазерный высотомер, или устройство GPS, установленное на квадроцикле.[15] Дистанционное зондирование такие данные, как сцены Landsat, могут использоваться для крупномасштабных и многолетних оценок береговой эрозии.[16]

Примеры

Мелкомасштабная эрозия разрушает заброшенные железнодорожные пути

Место, где эрозия скалистый берег произошло в Вамберал в районе Центрального побережья Нового Южного Уэльса, где дома, построенные на вершине скал, начали рушиться в море. Это происходит из-за волн, вызывающих эрозию преимущественно осадочного материала, на котором находится фундамент зданий.[17]

Данвич, столица английский средневековый шерсть торговля, исчезла в течение нескольких веков из-за перераспределения наносов волнами. Вмешательство человека также может усилить береговую эрозию: Залы в Девон, Англия, была прибрежной деревней, смытой в течение года, 1917 года, непосредственно из-за более раннего дноуглубление из галька в залив перед ней.

На побережье Калифорнии с мягкими обрывами из осадочных пород и густонаселенном районе регулярно случаются инциденты, когда дома разрушаются из-за размыва скал.[18] Скольжение дьявола, Санта Барбара, побережье к северу от Энсенада, и Малибу регулярно поражаются.

В Держатель береговая линия на восточном побережье Англии, к северу от Устье Хамбера, является одним из самых быстро разрушающихся берегов в Европе из-за мягких глиняных утесов и мощных волн. Гребни и другие искусственные меры по удержанию его под контролем только ускорили этот процесс на побережье, потому что прибрежный дрейф морит песчаные пляжи голодом, делая их более незащищенными. В Белые скалы Дувра также пострадали.

Береговая линия Северная бухта, Вашингтон подвергается эрозии со скоростью более 100 футов в год, за что район получил прозвище «Пляж Уошуэй». Большая часть первоначального города рухнула в океан. Этот район считается самым быстро разрушающимся берегом западного побережья США. Наконец, были приняты меры по замедлению эрозии, при этом в 2018 году было отмечено существенное замедление процесса.[19]

Форт Рикасоли в Калкара, Мальта уже есть признаки повреждения там, где земля подвергается эрозии

Форт Рикасоли, историческая крепость 17 века в Мальта находится под угрозой береговой эрозии, так как он был построен на разломе мыса, подверженного эрозии. Небольшая часть одной из стен бастиона уже обрушилась из-за эрозии земли под ней, есть трещины и в других стенах.

В El Campello, Испания, эрозия и разрушение римской рыбной фермы, выкопанной в скале в первом веке до нашей эры. усугублялось строительством закрытой спортивной гавани.[20]


Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Уберман, А. и О'Нил-младший, C.R., 1988. Использование растительности в прибрежных экосистемах. Информационный бюллетень по расширению сотрудничества Cornell 198, Корнельский университет, Итака, Нью-Йорк. 32 стр.
  2. ^ Закон Нью-Йорка об опасных зонах прибрежной эрозии 1981 года.
  3. ^ Гибб, Дж. Г., 1978. Темпы прибрежной эрозии и прироста в Новой Зеландии. Новозеландский журнал морских и пресноводных исследований, 12(4): 429–456.
  4. ^ а б Стивенсон, В., 2013, Береговая эрозия. in Bobrowsky, P.T., ed., pp. 94-96. Энциклопедия природных опасностей, Springer Dordrecht, Нью-Йорк, Нью-Йорк. 1135 стр. ISBN  978-9048186990
  5. ^ Валво, Лиза М .; Мюррей, А. Брэд; Эштон, Эндрю (1 июня 2006 г.). «Как нижележащая геология влияет на изменение береговой линии? Начальное модельное исследование». Журнал геофизических исследований: поверхность Земли. 111 (F2): F02025. Дои:10.1029 / 2005JF000340.
  6. ^ Wang, P.P .; Losada, I.J .; Gattuso, J.-P .; Hinkel, J .; и другие. (2014). «Глава 5: Прибрежные системы и низколежащие районы» (PDF). ОД5 МГЭИК РГ2 А 2014 г.. С. 361–409.
  7. ^ Кемберс, Гэри; Сибли, Стив (10 сентября 2015 г.). Учебник географии Cambridge IGCSE® с компакт-диском. Издательство Кембриджского университета. ISBN  9781107458949.
  8. ^ Олдейл, Роберт Н. «Прибрежная эрозия на Кейп-Коде: некоторые вопросы и ответы». Геологическая служба США. В архиве из оригинала 6 мая 2009 г.. Получено 11 сентября 2009.
  9. ^ а б c Дин, Дж. «Использование мешков с песком на берегу океана в Северной Каролине: обзор руководства и предложения по улучшению» (PDF). Николаса окружающей среды Университета Дьюка. В архиве (PDF) из оригинала 4 марта 2016 г.. Получено 11 октября 2013.
  10. ^ Кнапп, Уитни. «Воздействие конечных пахов на побережье Северной Каролины» (PDF). Николаса окружающей среды Университета Дьюка. В архиве (PDF) из оригинала 12 марта 2014 г.. Получено 15 октября 2013.
  11. ^ а б c Управление прибрежной эрозией. Национальная академия прессы. 1989 г. ISBN  9780309041430.
  12. ^ «Прибрежные опасности и информация о штормах: защита прибрежной собственности от эрозии». Отдел прибрежного управления Северной Каролины. Получено 17 сентября 2013.[постоянная мертвая ссылка ]
  13. ^ Пол Д. Комар; Джонатан С. Аллан (2010). ""Дизайн с природой «Стратегии защиты берега: строительство булыжников и искусственных дюн в парке штата Орегон» (PDF). Береговые линии Пьюджет-Саунд и влияние брони - Труды семинара о состоянии науки, май 2009 г .: Отчет о научных исследованиях Геологической службы США.
  14. ^ Макферсон, М. «Адаптация к повышению уровня моря в Северной Каролине» (PDF). Николаса окружающей среды Университета Дьюка. В архиве (PDF) из оригинала 4 марта 2016 г.. Получено 25 октября 2013.
  15. ^ «Отслеживание прибрежной эрозии от штормов». npr.org. В архиве из оригинала 4 марта 2016 г.. Получено 3 мая 2018.
  16. ^ KUENZER, C., OTTINGER, M., LIU, G., SUN, B., DECH, S., 2014: Мониторинг прибрежной зоны дельты реки Хуанхэ на основе наблюдений за Землей: динамика во втором по величине нефтедобывающем регионе Китая более четырех Десятилетия. Прикладная география, 55, 72-107
  17. ^ «Воздействие прибрежной эрозии в Австралии». В архиве из оригинала 15 марта 2016 г.. Получено 15 марта 2016.
  18. ^ Ся, Розанна (13 марта 2019 г.). «Разрушения в результате повышения уровня моря в Калифорнии могут превзойти самые страшные лесные пожары и землетрясения, - показывают новые исследования». Лос-Анджелес Таймс. Получено 15 марта 2019.
  19. ^ Банс, Том. «Новая надежда остановить безжалостную эрозию Вашингтона» Уошуэй-Бич"". NW Public Broadcasting. Получено 16 октября 2019.
  20. ^ Луис Арагонес, Роберто Томас, Мигель Кано, Эмилио Росильо и Изабель Лопес (2017). «Влияние морского строительства в охраняемых археологических памятниках вдоль прибрежных территорий: Лос-Баньос-де-ла-Рейна (Аликанте), Испания». Журнал прибрежных исследований. 33 (3): 642–652. Дои:10.2112 / JCOASTRES-D-16-00016.1. S2CID  132662199.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)

внешние ссылки

Картинки: