Жағалау ағысымен шөгінділердің қозғалысы

Кіріспе

Көлденең ағым жағалау бойымен шөгінділерді қозғайды.

Жағалау ағысы – бұл геологиялық процесс, ол жағалауға параллель, толқындардың түсу бұрышына байланысты, шөгінділерді (саз, күл, қиыршық тас, құм, ұсақ тас, қабықшалар) жағалау бойымен тасымалдаудан тұрады. Көлденең жел жағалау бойына суды қысып, жағалауға параллель қозғалатын су ағынын тудырады. Жағалау ағысы – жай ғана жағалау ағынының қозғалтқан шөгіндісі. Бұл ағым мен шөгінді қозғалысы серф аймағында орын алады. Бұл процесс жағалаулық ағыс деп те аталады. Жағажайдағы құм да осындай көлбеу жел күндері жағажайдағы судың қайтарылып кетуіне байланысты қозғалады. Бүркірулі толқын жағажайға көлбеу бұрышпен суды жібереді, содан кейін ауырлық күші жағажайға перпендикуляр төмен қарай суды құяды. Осылайша жағажайдағы құм күн сайын бірнеше он метрге дейін төмен қарай жылжып кетеді. Бұл процесс "жағажай ағысы" деп аталады, бірақ кейбір мамандар оны "жағалау ағысының" бір бөлігі деп санайды, себебі құмның жағалауға параллель қозғалысы байқалады. Жағалау ағысы шөгіндінің түріне байланысты әртүрлі жолдармен жұмыс істейді (мысалы, құмды жағалаудағы шөгінділердің ұсақ тасты жағалаудағы шөгінділерге қарағанда әртүрлі болуы). Құмға көбінесе толқынның соққы күші, толқынның әсерінен шөгінділердің қозғалысы және жағалау ағынынан туындаған төсек қисаюы әсер етеді. Ұсақ тасты жағажайлар құмды жағажайларға қарағанда тік болғандықтан, күшті толқындардың пайда болуы ықтимал, бұл жағалау ағынының көп бөлігінің су тасқыны аймағында орын алуына себеп болады, себебі кеңейтілген серф зонасы жоқ. Бұл формулалардың барлығы жағалау ағысын тудыратын процестерге әртүрлі көзқарас ұсынады. Бұл формулаларда ескерілетін ең маңызды факторлар:
Судағы және төсек жүктемесінің тасымалдануы
Толқындар, мысалы, күшті және күшсіз
Толқындардың немесе толқындармен байланысты ағындардың тудырған қисаюы. Бұл шөгінді кез келген көзден келуі мүмкін, мысалы:
Өзендер
Лагуналар
Эрозияға ұшыраған жерлер
Жасанды көздер, мысалы, толықтыру
Жасанды тұнбалар, мысалы, кен орындары/өндіру
Теңіздегі тасымалдау
Жағалауға шөгінділердің жиналуы
Жердегі шатқалдар
Бұл шөгінді жағалау жүйесіне еніп, жағалау ағысымен тасымалданады. Жағалау жүйесінде шөгінді бюджеті мен жағалау ағысының бірлесіп жұмыс істеуінің жақсы мысалы – жағалау ағынымен тасылған құмды сақтайтын кіреберіс және шығару сағалары. Құмды сақтаудан басқа, бұл жүйелер құмды басқа жағажай жүйелеріне көшіруі немесе өткізуі мүмкін, сондықтан кіреберіс ағып-төгілу жүйелері шөгінді бюджеті үшін жақсы көздер мен тұнбаларды қамтамасыз етеді. Басым ағыс бағытынан басқа, шұңқырларға толқынның күшті ағыны, толқын бұрышы және келетін толқындардың биіктігі әсер етеді. Шұңқырлар – екі маңызды ерекшелігі бар жер бедері, бірінші ерекшелігі – жоғары қарай жылжып бара жатқан немесе жақын маңдағы аймақ. Жақын маңдағы ұшы үнемі құрлықпен жалғасады (жарылмай) және теңіз мен саға немесе лагуна арасында кішкене "шекара" құрауы мүмкін (ресейлік геоморфология дәстүрінде перисеп деп аталады). Екінші маңызды шұңқыр ерекшелігі – төмен қарай ағып бара жатқан ұшы, ол құрлықтан бөлініп тұрады және кейбір жағдайларда толқын бағытының өзгеруіне байланысты күрделі ілгек пішініне немесе қисыққа ие болуы мүмкін. Бұл бөгет жүйелері Эльсмир/Те Вайхора көлінің Каиторете шұңқырымен немесе Ракая өзенінің сағасында қалыптасатын хапуамен қоршалған саға немесе лагуна жүйесін қамти алады. Жаңа Зеландияның Кентербери қаласында орналасқан Каиторете шұңқыры – соңғы 8000 жыл бойы Банкс түбегінің астында болған кедергі/шұңқыр жүйесі (бұл әдетте кедергінің анықтамасы бойынша келеді, өйткені жер бедерінің екі ұшы да жерге қосылған, бірақ шұңқыр деп аталды). Бұл жүйе көптеген өзгерістер мен ауытқуларға ұшырады, себебі Уаймакарири өзенінің (қазір солтүстікке немесе Банкс түбегіне ағады), эрозия және ашық теңіз жағдайларының фазалары. Жағалау ағысы үшін де судың ағып түсуі маңызды, өйткені егер судың ағып түсуі құрылымсыз болса, шөгінділер теңіздің ағып түсуінен өтіп, жағалаудың төменгі бөлігінде сынықтарды құрауы мүмкін. Бұл сондай-ақ инеудің көлеміне, дельталық морфологияға, шөгінді жылдамдығына және өту механизміне байланысты болуы мүмкін. Құбырлардың орналасуы мен мөлшері де жағалаудың ұзақ бұрылысының суға түсуіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, Аркашон лагунасы – Францияның оңтүстік-батысындағы тасқындық ине жүйесі, ол жағалаудағы ағыс шөгінділері үшін үлкен көздер мен тұнбаларды қамтамасыз етеді. Бұл жүйеге жағалау ағысы шөгінділерінің әсері лагунаның кіреберістерінің саны мен осы кіреберістердің орналасуына байланысты. Бұл факторлардың кез келген өзгеруі жағалаудың төменгі бөлігінде күшті эрозияға немесе үлкен сынықтардың жиналуына әкелуі мүмкін.

Longshore drift from longshore current is a geological process that consists of the transportation of sediments (clay, silt, pebbles, sand, shingle, shells) along a coast parallel to the shoreline, which is dependent on the angle of incoming wave direction. Oblique incoming wind squeezes water along the coast, and so generates a water current which moves parallel to the coast. Longshore drift is simply the sediment moved by the longshore current. This current and sediment movement occur within the surf zone. The process is also known as littoral drift. Beach sand is also moved on such oblique wind days, due to the swash and backwash of water on the beach. Breaking surf sends water up the beach (swash) at an oblique angle and gravity then drains the water straight downslope (backwash) perpendicular to the shoreline. Thus beach sand can move downbeach in a sawtooth fashion many tens of meters (yards) per day. This process is called "beach drift", but some workers regard it as simply part of "longshore drift" because of the overall movement of sand parallel to the coast. Longshore drift affects numerous sediment sizes as it works in slightly different ways depending on the sediment (e. g. the difference in long shore drift of sediments from a sandy beach to that of sediments from a shingle beach). Sand is largely affected by the oscillatory force of breaking waves, the motion of sediment due to the impact of breaking waves and bed shear from long shore current. Because shingle beaches are much steeper than sandy ones, plunging breakers are more likely to form, causing the majority of long shore transport to occur in the swash zone, due to a lack of an extended surf zone. These formulas all provide a different view into the processes that generate longshore drift. The most common factors taken into consideration in these formulas are:
Suspended and bed load transport
Waves, e. g., breaking and non breaking
The shear exerted by waves or the flow associated with waves. This sediment can come from any source with examples of sources and sinks consisting of:
Rivers
Lagoons
Eroding land sources
Artificial sources e. g. nourishment
Artificial sinks e. g. mining/extraction
Offshore transport
Deposition of sediment on shore
Gullies through the land
This sediment then enters the coastal system and is transported by longshore drift. A good example of the sediment budget and longshore drift working together in the coastal system is inlet ebb tidal shoals, which store sand that has been transported by long shore transport. As well as storing sand these systems may also transfer or by pass sand into other beach systems, therefore inlet ebb tidal (shoal) systems provide good sources and sinks for the sediment budget. As well as dominant drift direction, spits are affected by the strength of wave driven current, wave angle and the height of incoming waves. Spits are landforms that have two important features, with the first feature being the region at the up drift end or proximal end (Hart et al., 2008). The proximal end is constantly attached to land (unless breached) and may form a slight “barrier” between the sea and an estuary or lagoon (called peresyp in the Russian tradition of geomorphology). The second important spit feature is the down drift end or distal end, which is detached from land and in some cases, may take a complex hook shape or curve, due to the influence of varying wave directions. These barrier systems may enclose an estuary or lagoon system, like that of Lake Ellesmere / Te Waihora enclosed by the Kaitorete Spit or hapua which form at river coast interface such as at the mouth of the Rakaia River. The Kaitorete Spit in Canterbury, New Zealand, is a barrier/spit system (which generally falls under the definition barrier, as both ends of the landform are attached to land, but has been named a spit) that has existed below Banks Peninsula for the last 8,000 years. This system has undergone numerous changes and fluctuations due to avulsion of the Waimakariri River (which now flows to the north or Banks Peninsula), erosion and phases of open marine conditions. The structuring of tidal inlets is also important for longshore drift as if an inlet is unstructured sediment may by pass the inlet and form bars at the down drift part of the coast. Although this may also depend on the inlet size, delta morphology, sediment rate and by passing mechanism. Channel location variance and amount may also influence the impact of long shore drift on a tidal inlet as well. For example, the Arcachon lagoon is a tidal inlet system in South west France, which provides large sources and sinks for longshore drift sediments. The impact of longshore drift sediments on this inlet system is highly influenced by the variation in the number of lagoon entrances and the location of these entrances. Any change in these factors can cause severe down drift erosion or down drift accretion of large swash bars.

Адамның әсері

Бұл бөлім жағалық ағыстың нәтижесінде пайда болатын, табиғи емес құрылымдарды қамтиды. Кейбір жағдайларда (мысалы, жағалай бөгеттер, жекеленген толқынқырғыштар) олар жағалық ағыстың жағалауға тигізетін әсерін күшейту үшін салынған, ал басқа жағдайларда (порттар мен жағажайлар) жағалық ағысқа теріс әсер етеді.

Жасанды батыс

Жасанды батыс жерлері жағалауды қорғау құрылыстарының да бір түрі болып табылады, олар жағажайлар мен шығанақтарды қорғау мақсатында салынады. Батыс жерлерін құру кезінде, ағыс бағытында шөгінділер жиналып, батыс жерінің төменгі жағында орташа эрозия байқалады. Бұл жағалау бойындағы жағажайларда материал жиналуына мүмкіндік беретін тұрақты жүйені құру үшін жасалады. Жасанды батыс жерлері табиғи жинақталу нәтижесінде немесе жасанды түрде толықтыру арқылы пайда болуы мүмкін.

Бөлшекті бұрандалар

Ашық бұрандалар – дауыл кезінде су деңгейінің төмендеуіне төтеп беру үшін құмды материалды жинақтауға арналған жағалауды қорғау құрылыстары. Дауыл кезінде су деңгейінің төмендеуіне төтеп беру үшін ашық бұрандалар жағалаумен байланыстырылмайды, бұл бұранда мен жағалау арасындағы ағыстар мен шөгінділердің өтуіне мүмкіндік береді. Осылайша, толқын энергиясының азаятын аймағы қалыптасады, ол құрылыстың қорғалатын жағында құмның жиналуына жағдай жасайды. Ашық бұрандалар көбінесе жағалауларды нығайту үшін қолданылады, дауыл кезіндегі су көтерілуіне төтеп беру мақсатында жағалау мен бұранда арасындағы материал көлемін арттыруға мүмкіндік береді.

Кемежайлар мен порттар

Әлемдегі порттар мен бекеттердің құрылысы жағалаудағы дрейфтің табиғи бағытына елеулі әсер етуі мүмкін. Порттар мен бекеттер жағалаудағы дрейфке тек қысқа мерзімде ғана қауіп төндіріп қоймай, жағалаудың эволюциясына да қауіп келтіреді. Порт немесе бекет құрудың жағалаудағы дрейфке тигізетін басты әсері – шөгінділердің түзілу үлгілерін өзгерту, бұл өз кезегінде жағажайдың немесе жағалау жүйесінің жиналуына және/немесе эрозиясына алып келуі мүмкін. Мысалы, 19 ғасырдың соңында Жаңа Зеландияның Тимару қаласында порт салынуы Оңтүстік Кентербери жағалауындағы жағалау дрейфінде маңызды өзгерістерге әкелді. Бұрын жағалаудағы шөгінділер теңіз арқылы солтүстікке қарай Вайматаитаи лагунасына тасымалданса, порттың құрылысы осы (ірі) шөгінділердің қозғалысын тоқтатты және олардың порттың оңтүстігіндегі Тимарудың Оңтүстік жағажайында жиналуына себеп болды. Осы шөгінділердің оңтүстікке қарай жиналуы салдарынан Вайматаитаи лагунасына жақын жағалауда (порттың солтүстігінде) шөгінділер жетіспеді, бұл 1930 жылдары лагунаны қоршаған тосқауылдың жоғалуына, ал одан кейін лагунаның өзінің жоғалуына әкелді. Вайматаитаи лагунасы сияқты, қазіргі уақытта Тимару портының солтүстігінде орналасқан Уошдайк лагунасы эрозияға ұшырап, ақыр соңында бұзылуы мүмкін, бұл тағы бір лагуналық ортаның жоғалуына соқтырады.