Введение

Предотвращение наводнений и эрозии береговой линии
Управление береговой зоной, направленное на предотвращение эрозии и наводнений

Управление береговой зоной – это защита от наводнений и эрозии, а также применение методов, останавливающих эрозию и позволяющих сохранять земли. Защита от повышения уровня моря в XXI веке имеет решающее значение, поскольку повышение уровня моря ускоряется в связи с изменением климата. Ожидается, что изменения уровня моря будут все чаще приводить к разрушению пляжей и прибрежных экосистем, вызывая нарушение прибрежных отложений под воздействием приливной энергии. Прибрежные зоны занимают менее 15% суши Земли, однако на них проживает более 40% населения мира. Почти 1,2 миллиарда человек живут вблизи береговой линии и подвержены риску повышения уровня моря, при средней плотности населения в три раза превышающей среднюю плотность по миру. По прогнозам, к 2025 году три четверти населения мира будут проживать в прибрежной зоне, что приведет к значительному давлению на побережья со стороны человеческой деятельности, осуществляемой на этой относительно небольшой территории. Прибрежные зоны богаты ресурсами для производства товаров и услуг и являются местом концентрации большинства коммерческой и промышленной деятельности.

История

Прибрежная инженерия портов началась с появлением морского судоходства, возможно, еще до 3500 г. до н.э. Доки, волноломы и другие портовые сооружения строились вручную, зачастую в грандиозном масштабе. Римляне внесли множество инноваций в проектирование гаваней. Они строили стены под водой и возводили прочные волноломы, используя римский бетон. Витрувий описал три метода строительства портовых сооружений (De Architectura, 5, 12). Также применялись другие типы портовых конструкций, такие как насыпные массивы и арочные волноломы, построенные с использованием деревянных плавучих кессонов. Римляне стали первыми, кто в Нидерландах начал проводить дноуглубительные работы для поддержания гавани в Велсене. Проблемы с заиливанием были решены, когда ранее герметичные массивные пирсы заменили новыми "открытыми" свайными причалами. Древние портовые сооружения все еще можно увидеть, но большинство из них исчезло после падения Западной Римской империи, хотя затопленные остатки иногда все еще видны под водой. Несмотря на то, что основная часть береговых работ была направлена на портовые сооружения, Венеция и ее лагуна служат примером мер, не связанных с портами. Защита береговой линии в Италии, Англии и Нидерландах началась в VI веке или даже раньше.

Средние века

Нападения с моря привели к тому, что многие прибрежные города и их гавани были заброшены. Другие гавани были утрачены по естественным причинам, таким как быстрое заиливание, наступление или отступление береговой линии и тому подобное. Венецианская лагуна была одной из немногих населенных прибрежных зон, демонстрировавших непрерывное процветание и развитие, где письменные отчеты документируют эволюцию сооружений береговой защиты. Иными словами, это один из первых зафиксированных случаев использования волнолома для защиты прибрежного поселения.

Современная эпоха

После эпохи Возрождения существенных улучшений в строительстве портов по сравнению с римским подходом не произошло. Однако в начале XIX века изобретение парового двигателя, поиск новых земель и торговых путей, расширение Британской империи посредством колоний и другие факторы способствовали возрождению морской торговли и новому всплеску интереса к портовым работам.

Двадцатый век

До 1950-х годов общепринятой практикой было использование капитальных сооружений для защиты от береговой эрозии или повреждений от штормов. К таким сооружениям относились волноломы и укрепления откосов, а также сооружения для удержания песка, такие как молы. В 1920-х и 1930-х годах частные лица или местные сообщества защищали многие прибрежные участки, применяя эти методы непоследовательно и по мере необходимости. В некоторых курортных зонах количество сооружений настолько увеличилось, что защита стала препятствовать рекреационному использованию. Эрозия продолжалась, но сооружения оставались на месте, что приводило к уменьшению площади пляжа. Из-за громоздкости и высокой стоимости этих сооружений в конце 1940-х и начале 1950-х годов стали применять более динамичный подход. Проекты были направлены на воссоздание защитных функций естественных пляжей и дюнных систем. Использование искусственных пляжей и стабилизированных дюн в качестве инженерного решения оказалось экономически выгодным и более экологичным. Недостаточные знания о процессах переноса прибрежных отложений часто приводили к неэффективным мерам по борьбе с береговой эрозией. Во многих случаях эти меры работали локально, но усугубляли проблемы в других местах, на расстоянии до нескольких десятков километров, или создавали другие экологические последствия.

Европейский кодекс поведения

Основным источником информации по прибрежной инженерии является Европейский кодекс поведения в прибрежных зонах, изданный Европейским советом в 1999 году. Этот документ был подготовлен Группой специалистов по защите побережья и служит основой для национального законодательства и практики. Группа специалистов была создана в 1995 году в соответствии с решением Комитета министров Совета Европы. В нем подчеркивалась необходимость комплексного управления и планирования, однако прибрежные зоны продолжали деградировать. Группа утверждала, что это связано с трудностями в реализации концепции "комплексного управления". Группа предложила Совету Европы сотрудничать с Союзом по прибрежным и морским вопросам (EUCC) и Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП).

Управляемое отступление

Управляемое отступление – это альтернатива строительству или поддержанию береговых сооружений. Управляемое отступление позволяет территории подвергаться эрозии. Управляемое отступление часто является ответом на изменение бюджета осадочных отложений или повышение уровня моря. Этот метод используется, когда земля, прилегающая к морю, имеет низкую стоимость. Принимается решение позволить земле эродировать и затапливаться, создавая новые прибрежные среды обитания. Этот процесс может продолжаться много лет. Первым примером управляемого отступления в Великобритании была территория площадью 0,8 га на острове Норти, затопленная в 1991 году. За этим последовали Толлесбери и Орплендс в Эссексе, где в 1995 году были пробиты морские стены. В дельте Эбро (Испания) прибрежные власти планировали управляемое отступление. Основные затраты обычно связаны с выкупом земли, подлежащей заброшенности. Может потребоваться компенсация за переселение. Возможно, потребуется демонтировать искусственные сооружения, которые будут поглощены морем. В некоторых случаях применяются защитные сооружения для защиты земли за пределами зоны затопления. Затраты могут быть минимальными, если существующие оборонительные сооружения будут разрушаться естественным путем, но проект восстановления может управляться более активно, например, путем создания искусственного прорыва в существующих оборонительных сооружениях, чтобы позволить морю проникнуть в определенном месте контролируемым образом, или путем предварительного создания дренажных каналов для создаваемых соленых болот. Управляемое отступление становится все более необходимой стратегией из-за изменения климата, поскольку стратегии адаптации могут сделать лишь ограниченное, чтобы остановить повышение уровня моря.

Держитесь на линии .

Поддержание береговой линии обычно включает в себя методы укрепления берега, например, использование постоянных бетонных и каменных сооружений. Эти методы – волнорезы, молы, отсечные волноломы и откосные сооружения – составляют более 70% защищенных береговых линий в Европе. В качестве альтернативы, методы "мягкой" инженерии, поддерживающие естественные процессы и использующие природные элементы, такие как дюны и растительность, могут предотвратить воздействие эрозионных сил на прибрежную зону. К этим методам относятся подсыпка пляжей и стабилизация песчаных дюн. Исторически прибрежные стратегии в значительной степени опирались на статические сооружения, в то время как прибрежные зоны в целом представляют собой динамическое равновесие. Укрепление берега часто непреднамеренно приводит к переносу проблемы на другой участок побережья. Методы "мягкой" инженерии, такие как подсыпка пляжей, защищают береговые линии и способствуют восстановлению естественной динамики, хотя и требуют повторных мероприятий. Затраты на содержание могут в конечном итоге потребовать пересмотра стратегии.

Двигайся в море.

В некоторых случаях может быть принята морская стратегия. Примеры эрозии включают: залив Коге (Dk), западную эстуарию Шельды (Nl), Шателайон (Fr) и дельту Эбро (Sp). Гройны можно рассматривать как "мягкое" решение из-за улучшения пляжевой полосы. Строительство гройн создает проблему, известную как терминальный синдром гройн. Конечная гройна препятствует береговому переносу материала к другим близлежащим участкам. Эта проблема наблюдается вдоль побережья Хэмпшира и Сассекса в Великобритании, например, в Уортинге.

Морские стены

Стены из бетона и каменной кладки используются для защиты населенных пунктов от эрозии или затопления. Они обычно достигают высоты около [укажите высоту, если она есть в контексте, иначе опустите]. Вертикальные береговые укрепления старого типа отражали всю энергию волн обратно в море, и для этой цели часто оснащались волноломами с изогнутым верхом, которые усиливали локальную турбулентность и, следовательно, увеличивали взвешивание песка и донных отложений. Во время штормов береговые укрепления способствуют вдольбереговому переносу. Современные береговые укрепления стремятся перенаправить большую часть энергии волн в виде пологих откосов (реветов), что приводит к уменьшению отраженных волн и значительному снижению турбулентности. В конструкциях используются пористые сооружения из камня, бетонных защитных элементов (тетраподы, сиби, SHED, Xblocs и т.д.) с лестницами для доступа к пляжу. При выборе места для берегового укрепления необходимо учитывать охватываемый профиль пляжа, последствия долгосрочной абразии берега и высоту береговой линии, а также связанные с этим затраты. Береговые укрепления могут приводить к исчезновению пляжей. Их наличие также изменяет ландшафт, который они призваны защитить. Современные примеры можно найти в Кронулле (штат Новый Южный Уэльс, 1985–1986 гг.), Блэкпуле (1986–2001 гг.), Линкольншире (1992–1997 гг.) и Уоллси (1983–1993 гг.). В Сандвиче, графство Кент, береговое укрепление типа Seabee заглублено в задней части пляжа под галькой, с уровнем гребня на уровне бордюра дороги. Стоимость береговых укреплений обычно составляет около 10 000 фунтов стерлингов за метр (в зависимости от материала, высоты и ширины) или 10 000 000 фунтов стерлингов за километр (в зависимости от материала, высоты и ширины).

Покрытия

Ревементы – это наклонные или вертикальные сооружения, возводимые параллельно берегу, как правило, в задней части пляжа для защиты прибрежной зоны. Самые простые ревементы состоят из наклонных деревянных элементов с возможной каменной засыпкой. Волны разбиваются о ревемент, рассеивая и поглощая энергию. Береговая линия защищена пляжным материалом, удерживаемым за этими сооружениями, поскольку ревемент частично удерживает этот материал. Они могут быть водонепроницаемыми, полностью покрывая склон, или пористыми, позволяя воде просачиваться после рассеяния энергии волны. Большинство ревементов не оказывают существенного влияния на перенос наносов вдоль берега. Поскольку ревемент поглощает энергию, а не отражает её, волны постепенно разрушают его; поэтому требуется регулярное обслуживание, частота и объём которого зависят от используемых материалов и качества конструкции.

Броня на скале

Скальные доспехи – это крупные камни, уложенные по краю моря из местных материалов. Обычно их используют для поглощения энергии волн и удержания пляжного материала. Несмотря на эффективность, это решение непопулярно из-за эстетических соображений. Прибрежный перенос не замедляется. Скальные доспехи имеют ограниченный срок службы, неэффективны в штормовых условиях и снижают рекреационную ценность побережья.

Трубы из геотекстиля

Геотекстильные трубки, или геотубы, – это большие мешки из геотекстиля, размещаемые у кромки моря и заполняемые местной песчаной суспензией. Они обычно используются для поглощения энергии волн и удержания пляжного материала, подобно рипрапу. Часто их называют "титановыми трубами", так как они производятся компанией Flint Technical Geosolutions. Береговой перенос не препятствуется.

Габионы

Валуны и камни помещаются в сетчатые контейнеры (габионы) и устанавливаются перед участками, подверженными эрозии: иногда на краю обрывов или под прямым углом к пляжу. Когда волна набегает на габион, вода протекает сквозь него, оставляя осадок, а сама конструкция поглощает часть волновой энергии. Габионы необходимо надежно закреплять для обеспечения устойчивости конструкции. К недостаткам относятся скорость износа и визуальное воздействие на ландшафт.

Морской волнолом

Бетонные блоки и/или валуны погружаются в море для изменения направления волн и рассеивания энергии волн и приливов. Волны разбиваются дальше от берега и, следовательно, теряют свою разрушительную силу. Это способствует образованию более широких пляжей, которые дополнительно поглощают энергию волн. Конструкция "Dolos" пришла на смену бетонным блокам, поскольку она более устойчива к волновому воздействию и позволяет достичь лучшего результата с меньшим расходом бетона. К схожим бетонным конструкциям, таким как "Dolos", относятся A jack, Akmon, Xbloc, Tetrapod и Accropode.

Стабилизация скалы

Стабилизация обрывов может быть достигнута за счет отвода избыточной дождевой воды или террасирования, посадки растений и использования анкерных сетей для укрепления склонов.

Входные стены для тренировок

Для удержания реки или ручья при его выходе в песчаную прибрежную зону строятся берегозащитные сооружения (или волнорезы). Эти сооружения стабилизируют и углубляют русло, что благоприятно для судоходства, борьбы с наводнениями, предотвращения речной эрозии и улучшения качества воды, однако могут вызывать прибрежную эрозию, нарушая перенос наносов вдоль берега. Одним из решений является система переброски песка, позволяющая перекачивать песок под или в обход этих сооружений.

Запруды

После наводнения в Северном море в 1953 году были построены штормовые барьеры (или дамбы), предотвращающие ущерб от штормовых нагонов и любых других стихийных бедствий, которые могут нанести вред защищаемой территории. Они обычно открыты для свободного судоходства, но закрываются при угрозе штормового нагона. Барьер Темзы является примером подобного сооружения.

Пополнение пляжа

Восстановление/намыв пляжа включает в себя импорт песка из других мест и добавление его к существующему пляжу. Импортируемый песок должен быть сопоставимого качества с существующим пляжным материалом, чтобы он мог смешиваться с естественными местными процессами и не оказывать негативного воздействия. Намыв пляжа можно использовать в сочетании с волнорезами. Данная схема требует повторных применений в течение года или нескольких лет.

Стабилизация песчаных дюн

Песчаные дюны – распространенный элемент пляжей, служащий средой обитания для многих организмов. Они полезны для предотвращения эрозии пляжей и способны улавливать переносимый ветром песок, что со временем способствует естественному формированию пляжа. Для стабилизации песчаных дюн высаживают растения переднего и заднего рядов дюн. Растения переднего ряда дюн обычно обладают устойчивостью к соленым брызгам, сильным ветрам и способны выживать, будучи погребенными под наносимым ветром песком. Примеры таких растений: Ammophila arenaria, Honckenya peploides, Cakile maritima и Spartina coarctata. Растения заднего ряда дюн, напротив, образуют плотные заросли, называемые дюнными матами, которые помогают поддерживать структуру дюн. Примеры растений заднего ряда дюн: Hudsonia tomentosa, Spartina patens и Iva imbricata. Растительность признана важным стабилизирующим фактором песчаных дюн, и ее потеря приведет к усилению эрозии. Чтобы предотвратить это, посетителям предоставляется информация на информационных щитах и в брошюрах, а также разъяснения от пляжных смотрителей о том, как избежать повреждения территории. Кроме того, пляжные участки могут быть закрыты для посещения с целью снижения ущерба. Еще один вариант – установка заборов, которые позволяют создавать песчаные ловушки и увеличивать улавливание песка ветром.

Дренаж пляжа

Дренаж пляжа или обезвоживание береговой зоны снижает уровень грунтовых вод локально под береговой поверхностью. Это приводит к аккумуляции песка над дренажной системой. Уровень грунтовых вод на пляже оказывает значительное влияние на процессы осадконакопления и эрозии на прибрежной полосе. В одном исследовании высокий уровень грунтовых вод совпал с ускоренной эрозией пляжа, а низкий – с заметным намывом песка на прибрежной полосе. Более низкий уровень грунтовых вод (ненасыщенная береговая зона) способствует осадконакоплению, уменьшая скорость потока при отливе и увеличивая продолжительность ламинарного течения. Когда пляж насыщен водой, скорость отлива увеличивается за счет притока грунтовых вод из пляжа в зоне вытока. Однако ни одно исследование не предоставило неопровержимых доказательств положительного эффекта, хотя в некоторых случаях сообщалось об общей положительной динамике. Долгосрочный мониторинг не проводился с достаточной частотой, чтобы можно было отследить реакцию на высокоэнергетические эрозионные события. Полезным побочным эффектом системы является то, что собранная морская вода относительно чиста благодаря фильтрующему эффекту песка. Эту воду можно сбрасывать или использовать для насыщения кислородом застойных внутренних лагун и марин, а также в качестве источника питания для тепловых насосов, опреснительных установок, наземного рыбоводства, аквариумов или бассейнов. Системы дренажа пляжей установлены во многих местах по всему миру для остановки и обращения вспять тенденций эрозии песчаных пляжей. С 1981 года двадцать четыре системы дренажа пляжей были установлены в Дании, США, Великобритании, Японии, Испании, Швеции, Франции, Италии и Малайзии.

Буферные зоны

Прибрежные и эстуарные экосистемы служат буферными зонами против природных опасностей и экологических возмущений, таких как наводнения, циклоны, штормовые нагоны и штормы. Их роль заключается в том, чтобы "[поглощать] часть воздействия и тем самым [ослаблять] его влияние на сушу". Водно-болотные угодья (включая соленые болота, солончаки и т.д.) и растительность, которую они поддерживают – деревья, корневые системы и т.д. – удерживают большие объемы воды (поверхностные воды, талые снеговые воды, дождевая вода, грунтовые воды), а затем постепенно высвобождают ее, снижая вероятность наводнений. Мангровые леса защищают прибрежные берега от приливной и течениями вызванной эрозии; этот процесс изучался после циклона 1999 года, обрушившегося на Индию. Деревни, окруженные мангровыми лесами, понесли меньше ущерба, чем другие деревни, не защищенные мангровыми лесами.

Мониторинг

Управляющие прибрежными зонами должны учитывать погрешности и неопределенность в данных об эрозионных процессах. Видеомониторинг позволяет непрерывно собирать данные и проводить анализ береговых процессов.

Системы предупреждения о происшествии

Системы оповещения о чрезвычайных ситуациях, такие как предупреждения о цунами и штормовом нагоне, могут быть использованы для смягчения последствий катастрофических событий, вызывающих береговую эрозию. Предупреждения о штормовом нагоне могут помочь определить время для закрытия шлюзов. Беспроводные сенсорные сети могут способствовать мониторингу.

Картография береговой линии

Определение береговой линии – сложная задача, обусловленная её динамичным характером и целями использования. Масштаб картографирования, который следует использовать, зависит от контекста исследования. Как правило, берег представляет собой переходную зону между сушей и морем, а береговая линия – линию, обозначающую эту границу. Для определения фактического положения береговой линии исследователи используют береговые ориентиры.

Показатель береговой линии

Выбор индикатора береговой линии является первостепенным соображением. Индикаторы должны быть легко идентифицируемы в полевых условиях и на аэрофотоснимках. Индикаторами береговой линии могут служить морфологические признаки, такие как гребень пляжа, бровка откоса, линия растительности, подножие дюны, гребень дюны, а также гребень и подножие обрыва или крутого склона. В качестве альтернативы могут использоваться неморфологические признаки, такие как уровень воды (линия максимального уровня воды (HWL), средняя линия максимального уровня воды), граница между влажной и сухой поверхностью и физическая линия воды. На рисунке 1 представлена схема пространственных взаимосвязей между наиболее часто используемыми индикаторами береговой линии. HWL (H на рисунке 1) является наиболее распространенным индикатором береговой линии, поскольку он хорошо виден в полевых условиях и может быть интерпретирован как на цветных, так и на черно-белых аэрофотоснимках. HWL представляет собой крайнюю по направлению к суше границу последнего высокого прилива и характеризуется изменением цвета песка вследствие повторяющихся периодических затоплений во время приливов. На аэрофотоснимках HWL отображается как наиболее удаленное от моря изменение цвета или оттенка серого.

Значение и применение

Расположение береговой линии и ее изменение во времени имеет фундаментальное значение для ученых, инженеров и специалистов по управлению прибрежными территориями. Кампании по мониторингу береговой линии предоставляют информацию об историческом местоположении и перемещении береговой линии, а также о прогнозах будущих изменений. В частности, положение береговой линии в прошлом, настоящем и прогнозируемое положение в будущем полезны при проектировании берегозащитных сооружений, калибровке и верификации численных моделей для оценки повышения уровня моря, картировании зон риска и регулировании прибрежного строительства. Положение береговой линии также предоставляет информацию об изменении направления береговой линии вблизи сооружений, ширине пляжа, объеме и темпах исторических изменений.

Источники данных

Для изучения положения береговой линии доступны разнообразные источники данных. Однако наличие исторических данных ограничено на многих участках побережья, поэтому выбор источника данных во многом определяется тем, что доступно для конкретного участка в определенный момент времени. Методы картирования береговой линии стали более автоматизированными. Частые технологические изменения не позволили сформироваться единому стандартному подходу к картированию. Каждый источник данных и соответствующий ему метод имеет свои возможности и ограничения.

Исторические карты

В случае, если для исследования требуется положение береговой линии, предшествующее аэрофотосъемке, или если местность имеет недостаточное фотографическое покрытие, исторические карты могут служить альтернативой. С ранними картами и схемами связано множество погрешностей. Эти погрешности могут быть связаны с масштабом, изменениями геодезической основы, искажениями, вызванными неравномерной усадкой, растяжением, складками, разрывами и заломами, различными стандартами геодезических работ, различными стандартами публикации и ошибками проекции. Степень этих погрешностей зависит от точности карты и физических изменений, произошедших после ее создания. Самым старым надежным источником данных о береговой линии в Соединенных Штатах являются T-листы Береговой службы США, датируемые началом и серединой XIX века. В Соединенном Королевстве многие карты и схемы, датируемые периодом до 1750 года, считались неточными. Основание Ordnance Survey в 1791 году повысило точность картографирования.

Аэрофотографии

Авиафотографии начали применяться в 1920-х годах для получения топографических данных. Они служат хорошей базой для составления карт изменения береговой линии. Авиафотоснимки – наиболее распространенный источник данных, поскольку для многих прибрежных районов существует обширное аэрофотографическое покрытие. Как правило, авиафотографии обеспечивают хорошее пространственное охват. Однако временное покрытие зависит от конкретного участка. Интерпретация положения береговой линии носит субъективный характер, учитывая динамичность прибрежной среды. Это, в сочетании с различными искажениями, свойственными авиафотоснимкам, может приводить к существенным погрешностям. Способы минимизации дальнейших ошибок рассматриваются ниже.

Космические смещения объектов

Условия вне камеры могут приводить к тому, что объекты на изображении кажутся смещенными от их фактического местоположения на местности. К таким условиям относятся рельеф местности, наклон камеры и атмосферная рефракция. Смещение, вызванное рельефом, особенно заметно при съемке территорий с разнообразными высотами. В этом случае объекты, расположенные выше уровня моря, смещаются от центра фотографии наружу, а объекты, находящиеся ниже уровня моря, – к центру изображения (рисунок 2). Степень смещения обратно пропорциональна высоте полета и увеличивается с ростом радиального расстояния от центра фотографии. Это искажение можно минимизировать, выполняя съемку нескольких полос и создавая мозаику из полученных изображений. Эта техника обеспечивает фокусировку в центре каждого снимка, где искажения минимальны. Данная погрешность редко встречается при картографировании береговой линии из-за относительно однородного рельефа. Однако ее необходимо учитывать при картографировании обрывов. В идеале аэрофотосъемка должна производиться таким образом, чтобы оптическая ось камеры была строго перпендикулярна поверхности земли, что позволяет получить вертикальную фотографию. К сожалению, это часто невыполнимо, и практически все аэрофотоснимки имеют наклон до 3°. В этом случае масштаб изображения увеличивается в направлении наклона оси и уменьшается в противоположном направлении. Многие исследователи прибрежных зон не принимают это во внимание в своей работе.

Извращение радиальной линзы

Искажение объектива меняется в зависимости от радиального расстояния от оптического центра фотографии, что означает, что центр изображения практически не подвержен искажениям, но по мере увеличения угла обзора искажения усиливаются. Это был значительный источник ошибок в ранней аэрофотосъемке. Исправить такое искажение невозможно, не зная характеристик объектива, использованного для получения изображения. Перекрывающиеся изображения могут быть использованы для устранения этих ошибок.

Очертания береговой линии

Динамичный характер берегов затрудняет картографирование береговой линии. Эта неопределенность обусловлена тем, что в любой момент времени положение береговой линии подвержено влиянию не только непосредственных приливных явлений, но и различных долгосрочных факторов, таких как относительное повышение уровня моря и перемещение литорального осадочного материала вдоль берега. Это сказывается на точности определения исторических положений береговой линии и прогнозов. Наиболее часто в качестве индикатора береговой линии используется HWL (линия максимального уровня воды во время прилива). Многие ошибки связаны с использованием линии прилива/отлива в качестве приближения к HWL и береговой линии. Наибольшую озабоченность вызывают кратковременные смещения линии прилива/отлива, интерпретация этой линии на фотографии и измерение положения интерпретированной линии. Систематические ошибки, такие как смещение линии прилива/отлива, возникают из-за приливных и сезонных изменений. Эрозия также может вызывать смещение линии прилива/отлива. Полевые исследования показали, что эти изменения можно минимизировать, используя данные, полученные только летом. Кроме того, погрешность можно существенно снизить, используя максимально длительный ряд надежных данных для расчета скорости эрозии. Ошибки могут возникать из-за сложности точного определения одной линии на фотографии. Например, если толщина линии на фотографии составляет 0,13 мм, то на фотографии масштаба 1:20000 это соответствует погрешности ±2,6 м.

Профилирование пляжей

Профилирование пляжей обычно повторяется через регулярные промежутки времени вдоль побережья для измерения краткосрочных (от ежедневных до годовых) изменений положения береговой линии и объема пляжа. Профилирование пляжей является очень точным источником информации. Однако измерения, как правило, подвержены ограничениям, присущим традиционным методам геодезии. Данные о береговой линии, полученные в результате профилирования пляжей, часто ограничены в пространстве и времени из-за высокой стоимости и трудоемкости этой работы. Береговые линии обычно определяются путем интерполяции на основе серии отдельных профилей пляжей. Расстояние между профилями обычно достаточно велико, что снижает точность интерполяции. Объем данных геодезических измерений обычно ограничен участками береговой линии длиной менее десяти километров. Данные профилирования пляжей обычно доступны в региональных советах Новой Зеландии.

Анализ видео

Видеоанализ обеспечивает количественный, экономически эффективный, непрерывный и долгосрочный мониторинг пляжей. Развитие прибрежных видеосистем в двадцать первом веке позволило извлекать большие объемы геофизических данных из изображений. Эти данные описывают морфологию побережья, поверхностные течения и параметры волн. Главное преимущество видеоанализа заключается в возможности надежно количественно оценивать эти параметры с высоким пространственным и временным разрешением. Это подчеркивает их потенциал как эффективной системы мониторинга прибрежных зон и инструмента для управления прибрежными территориями. Проведены интересные примеры практического применения видеоанализа. Одна группа использовала видеосистему береговой визуализации ARGUS для мониторинга и количественной оценки региональной реакции побережья на насыщение песком и строительство первого в мире искусственного серфингового рифа на Золотом побережье в Австралии. Другое исследование оценивало дополнительную ценность высокоразрешающих видео-наблюдений для краткосрочного прогнозирования гидродинамических и морфологических процессов в прибрежной зоне, в пространственных масштабах от метров до километров и временных – от дней до сезонов. Видеоанализ предоставляет управляющим прибрежными зонами возможность получать данные о батиметрии, в том числе межприливные топографии и подприливные батиметрические карты, а также оценивать устойчивость прибрежной зоны [включая объем пляжа и конфигурацию подводных отмелей]. Методы оценки глубины на основе видео применялись в микро- и мезоприливных условиях в DUCK, Северная Каролина, и в условиях высокой волновой активности с макроприливным режимом в Порттауне, Великобритания. Последний пример демонстрирует применение видеооценки глубины во время экстремальных штормов.