Влияние штормовых условий на изменение гранулометрического состава донных отложений в прибрежной зоне Западного Крыма

К. И. Гуров*, В. В. Фомин

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: gurovki@gmail.ru

Аннотация

Цель работы – изучение особенностей динамики гранулометрического состава фракций донных осадков береговой зоны на участке Каламитского залива в районе пересыпи оз. Сакского под воздействием штормового волнения на основе численной морфодинамической модели XBeach. Выполнена серия численных экспериментов, в которых параметры волнения на мористой границе расчетной области изменялись во времени, имитируя прохождение над исследуемым районом циклонической атмосферной аномалии. Начальное распределение объемных концентраций донных осадков на различных участках профиля подводного берегового склона задавались на основе результатов натурных наблюдений. Продолжительность модельных расчетов составляла 24 ч. Получены количественные характеристики пространственного распределения различных фракций донных отложений, медианного диаметра осадков и величины деформаций дна. Показано, что основные морфодинамические изменения происходят на участке 0–120 м от уреза воды и ограничиваются изобатой 3.5 м. Максимальные изменения рельефа береговой зоны и верхнего участка подводного берегового склона возникают в фазы развития и затухания шторма. В эти же фазы происходит интенсивное перераспределение песчаного материала. Установлено, что при изменении во времени параметров ветрового волнения на мористой границе масштабы перераспределения песчаного материала и деформаций береговой зоны выше, чем в случае, когда на мористой границе расчетной области направление волнения не меняется со временем.

Ключевые слова

Каламитский залив, береговая зона, донные отложения, гранулометрический состав, модель XBeach

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0555-2021-0005 «Прибрежные исследования», а также при поддержке гранта РФФИ № 18-05-80035.

Для цитирования

Гуров К. И., Фомин В. В. Влияние штормовых условий на изменение гранулометрического состава донных отложений в прибрежной зоне Западного Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2021. № 2. С. 30–46. EDN OSABJC. doi:10.22449/2413-5577-2021-2-30-46

Gurov, K.I. and Fomin, V.V., 2021. Influence of Storm Conditions on Changes in the Granulometric Composition of Bottom Sediments in the Coastal Zone of the Western Crimea. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 30–46. doi:10.22449/2413-5577-2021-2-30-46 (in Russian).

DOI

10.22449/2413-5577-2021-2-30-46

Список литературы

  1. McNinch J. Geologic control in the nearshore: shore-oblique sandbars and shoreline erosional hotspots // Marine Geology. 2004. Vol. 211, iss. 1–2. P. 121–141. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2004.07.006
  2. Korzinin D. Sediment budget and deformation of coastal profile // Proceedings of the 13th International MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Engineering, Management and Conservation (MEDCOAST 17). 31 October – 4 November 2017, Malta. Mugla, Turkey, 2017. Vol. 2. P. 917–924.
  3. Prodger S., Russell P., Davidson M. Grain-size distributions on high-energy sandy beaches and their relation to wave dissipation // Sedimentology. 2017. Vol. 64, iss. 5. P. 1289–1302. https://doi.org/10.1111/sed.12353
  4. Grain size variability on a rip-channeled beach / E. L. Gallagher [et al.] // Marine Geology. 2011. Vol. 287, iss. 1–4. P. 43–53. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2011.06.010
  5. Gallagher E. L., Elgar S., Guza R. T. Observations of sand bar evolution on a natural beach // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1998. Vol. 103, iss. C2. P. 3203–3215. https://doi.org/10.1029/97JC02765
  6. Observations and modeling of steep-beach grain-size variability / A. J. H. M. Reniers [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2013. Vol. 118, iss. 2. P. 577–591. https://doi.org/10.1029/2012JC008073
  7. Modeling cross-shore sandbar behavior on the timescale of weeks / B. G. Ruessink [et al.] // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2007. Vol. 112, iss. F3. F03010. doi:10.1029/2006JF000730
  8. A comparison of the post-storm recovery of two sandy beaches on Hong Kong Island, southern China / F. Yu [et al.] // Quaternary International. 2013. Vol. 304. P. 163–175. http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2013.04.002
  9. Гуров К. И., Фомин В. В., Лазоренко Д. И. Моделирование перераспределения песчаных фракций по подводному береговому склону под воздействием ветрового волнения // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2016. Вып. 3. С. 65–71.
  10. Dynamics of the nearshore zone of Kalamitskiy Gulf (Black Sea) under influence of wind waves / V. V. Fomin [et al.] // Proceedings of XXVI International Coastal Conference «Managing risks to coastal regions and communities in a changing world». St.-Petersburg, August 22–27, 2016. Academus Publishing, 2016. P. 1–1. doi:10.31519/conferencearticle_5b1b948b20d587.32401065
  11. Гуров К. И., Удовик В. Ф., Фомин В. В. Моделирование штормовых изменений рельефа береговой зоны и гранулометрического состава наносов в районе пересыпи оз. Богайлы (Западный Крым) // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 2. С. 185–196. doi:10.22449/0233-7584-2019-2-185-196
  12. Sediments granulometric composition dynamics in the Kalamitsky Gulf / K .I. Gurov [et al.] // Proceedings of the Fourteenth International MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Engineering, Management and Conservation MEDCOAST 2019 (Marmaris, Turkey, 22-26 October 2019). Mugla, Turkey : MEDCOAST Foundation, 2019. Vol. 2. P. 597–606.
  13. Зенкович В. П. Морфология и динамика советских берегов Черного моря: в 2 т. Т. 2. М. : Изд-во АН СССР, 1960. 216 с.
  14. Братусь О. С. Вещественный состав пляжей Крымского полуострова // Доклады АН СССР. 1965. Т. 163. № 2. С. 399–402.
  15. Шуйский Ю. Д. Механический состав пляжевых наносов на западных берегах Крымского п-ова // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007. Вып. 15. С. 370–385.
  16. Гуров К. И. Результаты мониторинга динамики береговой зоны и гранулометрического состава наносов пляжей в центральной части Каламитского залива // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 1. С. 36–46. doi:10.22449/2413-5577-2020-1-36-46
  17. Зенкович В. П. Морфология и динамика советских берегов Черного моря: в 2 т. Т. 1. М. : Изд-во АН СССР, 1958. 187 с.
  18. Романюк О. С. Генезис крымских пляжей // Геология побережья и дна Черного и Азовского морей в пределах УССР. Киев : КГУ, 1967. Вып. 1. С. 178–182.
  19. Шуйский Ю. Д. Основные закономерности морфологии и динамики западного берега Крымского полуострова // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2005. Вып. 13. С. 62–72.
  20. Удовик В. Ф., Горячкин Ю. Н. Межгодовая изменчивость вдольберегового потока наносов в береговой зоне Западного Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2013. Вып. 27. С. 363–368.
  21. Горячкин Ю. Н., Репетин Л. Н. Штормовой ветро-волновой режим у черноморского побережья Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009. Вып. 19. С. 56–69.
  22. Репетин Л. Н., Белокопытов В. Н. Режим ветра северо-западной части Черного моря и его климатические изменения // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. Вып. 17. С. 225–243.
  23. Харитонова Л. В., Фомин В. В. Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979–2010 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2012. Вып. 26, т. 1. С. 24–33.
  24. Modelling storm impacts on beaches, dunes and barrier islands / D. Roelvink [et al.] // Coastal Engineering. 2009. Vol. 56, iss. 11–12. P. 1133–1152. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2009.08.006
  25. Smagorinsky J. General circulation experiments with primitive equations. I. The basic experiment // Monthly Weather Review. 1963. Vol. 91. P. 99–164. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1963)091%3C0099:GCEWTP%3E2.3.CO;2

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)