Подача прибрежных наносов - Coastal sediment supply

Подача прибрежных наносов - это перенос наносов в прибрежную среду как речным, так и эоловым транспортом. Хотя эоловый перенос играет роль в общем балансе отложений для прибрежной среды, он бледнеет по сравнению с речным притоком, который составляет 95% наносов, поступающих в океан. Когда отложения достигают берега, они уносятся прибрежным дрейфом и прибрежными клетками, пока не осядут на пляже или дюнах.

Хотя признано, что штормовые системы являются движущей силой береговой эрозии . Существует общее мнение, что деятельность человека, в основном плотины и водохранилища на реках, является причиной косвенной антропогенной береговой эрозии, наряду с другими эффектами местного масштаба, такими как изменение землепользования, ирригация , добыча гравия и выравнивание рек.

Скорость предложения

Во всем мире реки ежегодно сбрасывают в океан примерно 35x10 ³ км ³ пресной воды. В этой пресной воде транспортируется от 15 до 20 х 10 ⁹ тонн наносов. Эта нагрузка наносов непропорционально распределяется по рекам мира, при этом азиатские и океанические регионы относятся к числу регионов, наиболее сильно затронутых изменением режима наносов, поскольку на них приходится 75% этого глобального бюджета наносов.

Эти меняющиеся скорости подачи / пополнения из речной среды являются доминирующим фактором в контроле скорости береговой эрозии. В то время как запас наносов фактически увеличивается, из-за увеличения скорости эрозии поступление этих отложений в прибрежную среду сокращается.

Факторы, влияющие на поступление осадка

Речные системы являются ключевыми элементами управления изменением земной поверхности, поскольку они переносят большую часть глобальных потоков воды и отложений с суши в океаны. Деятельность человека может повлиять на сброс воды и наносов из реки в прибрежную среду во многих отношениях. Вырубка лесов и сельское хозяйство , а также урбанизация могут на порядок увеличить эрозию речного бассейна . Свежеоткрытая почва с гораздо меньшей вероятностью будет противостоять эрозии, вызванной дождем или движущейся водой, особенно в районах, где земля часто используется для сельского хозяйства и где выпадает много осадков.

С 1950-х годов количество плотин в мире увеличилось более чем в семь раз. Создание водохранилищ значительно снизило вынос наносов во многих реках, поскольку отложения, которые были увлечены потоком, останавливаются искусственным барьером, и энергия, необходимая для транспортировки материала, теряется, отложения больше не выносятся, поскольку нет потока или поток слишком медленный.

Удаление воды для орошения уменьшает сток реки, а также играет свою роль в снижении способности реки переносить наносы. Сельскохозяйственные методы и методы ведения сельского хозяйства часто требуют интенсивных систем орошения для достижения надлежащего уровня производства. Это создает высокий спрос на водные пути, поскольку вода отводится и используется для орошения сельскохозяйственных культур и пастбищ. Это снижает скорость потока в речной системе, что, в свою очередь, снижает способность реки переносить наносы, поскольку внутри нее меньше энергии. Осадки откладываются вдоль берега реки, и требуется гораздо больше времени, чтобы добраться до прибрежной зоны.

Воздействие на побережье

Этот изменяющийся режим поступления наносов в прибрежные районы приводит в основном к эрозионным результатам, но в каждом конкретном случае, от реки к реке. Есть районы, где поток прибрежных наносов увеличился, и наблюдается рост береговой линии. Эффекты изменения потока наносов могут быть очень локализованными, но ярко выраженными, ниже приведены примеры в пределах Бохайского моря . Желтая река дельта проходит фазу аккреции , а 200 км по морю району реки Laun испытал повышенную скорость эрозии вдоль береговой линии в результате изменения осадки ввода.

Аккреция

Желтая река переносит на порядок больше наносов, чем это было до повсеместного возделывания лёссовых плато на севере Китая , около 2400 лет назад. Одним из следствий этого значительного увеличения стока наносов азиатских рек стало усиление прибрежной аккреции некоторых дельтовых районов за последние несколько тысячелетий. Дельта Желтой реки увеличилась на сотни квадратных километров за последние несколько десятилетий. Строительство береговой линии со скоростью, превышающей подъем уровня моря, и осаждение наносов быстрее, чем их могут удалить эрозионные процессы. Человечество в Азии занимает земельные участки, которых, возможно, не существовало бы, если бы не усиление эрозии вверх по течению и доставка наносов в прибрежную среду.

Эрозия

Прибрежная эрозия / отступление имеет широкие последствия для среды обитания человека. 45% населения мира проживает в пределах 100 км от береговой линии. Уменьшение поступления наносов на побережье обычно приводит к увеличению скорости эрозии, так как профиль пляжа не питается. Со временем, когда штормовые системы «атакуют» береговую линию, удаляя отложения в прибрежные бары или вообще из системы, возникает реальная проблема, как замедлить наступление океана и защитить прибрежные застройки.

Побережье Циньхуандао

С момента завершения строительства двух больших плотин на реке Луан в 1979 году ежегодный приток наносов в Бохайское море сократился с 20,2 млн тонн до всего 1,9 млн тонн в год. Столь резкое сокращение сброса наносов сопровождалось фазовым сдвигом дельты реки Луан в парабезопасность. Это падение выноса наносов неизбежно изменило равновесие прибрежного переноса в местной прибрежной зоне. При преобладании северных ветров скорость отступления береговой линии к северу от реки Луан увеличилась с 1 м / год до 3,7 м / год за двадцатилетний период с момента строительства плотины, быстро меняя морфологию и профиль пляжа за счет положительной обратной связи до тех пор, пока не будет достигнуто новое равновесие. , при котором текущее отступление вернулось к своему первоначальному значению 1 м / год. При прибрежном дрейфе равновесие было достигнуто в новом состоянии.

Дельта Миссисипи

Эффекты изменения потока наносов явились определенным сложным фактором в разрушениях, нанесенных Новому Орлеану в 2005 году ураганом Катрина . Миссисипи Дельта реки медленно тонет из - за естественного уплотнения и его осадочного питания от реки до того сильно уменьшилась до 50%, из - за строительства плотин в бассейне Миссисипи. Утрата наносов привела к проседанию дельты и сокращению заболоченных земель. Свежий осадок не оседает настолько быстро, чтобы на нем могла расти растительность при повышении уровня моря. Солоноватоводных условий, необходимых для роста растительности в дельте, больше нет. Эти прибрежные водно-болотные угодья имеют жизненно важное значение для разнообразной среды обитания диких животных, обитающих среди них, и для защиты развитых районов от штормовых нагонов, подобных тому, который случился во время Катрины.

Решения

Питание на пляже

Это краткосрочное решение долгосрочной проблемы. Он устраняет непосредственные симптомы прибрежной эрозии путем сброса песка либо недалеко от берега, либо на самой берме. Это может быть дорогостоящим и трудоемким процессом, поскольку требует регулярного ухода. Хотя это может выглядеть эстетично, это не решает проблему: пляж потерял источник естественного питания. Искусственное питание - подходящее краткосрочное решение для небольших реставрационных проектов.

Управление

Люди одновременно увеличивают доступность наносов для речного транспорта посредством деятельности и методов, которые увеличивают эрозию почвы, и уменьшают этот поток в прибрежную среду за счет удержания наносов за стенками водохранилищ и снижения скорости стока рек. Конечный результат - глобальное снижение общего потока наносов. Это воздействие на прибрежную эрозию будет еще больше усиливаться по мере повышения уровня моря, что ожидается из-за изменения климата. Учитывая современные уровни наносов речных наносов, более 100 миллиардов тонн наносов были захвачены за созданными человеком резервуарами. Это дает основание для включения последствий изменений в речной среде вверх по течению в Комплексную структуру управления прибрежной зоной . Планировщики и лица, принимающие решения, должны учитывать, какое влияние окажет развитие добычи на прибрежную среду. Управление прибрежной зоной должно учитывать как влияние деятельности человека, так и воздействия, возникающие в результате соответствующих изменений в прибрежной зоне.