Рассмотрение предлагаемых подходов к отображению элементов береговой зоны

Рассмотрим предлагаемые подходы к отображению элементов береговой зоны. Различные варианты условий и факторов формирования побережий создают большое разнообразие морских берегов. Классификации морских берегов разрабатывались неоднократно отечественными и зарубежными учеными и основывались на самых разных принципах - генезисе. тектонике, характере расчленения.

Известны классификации: Ф. Рихтгофена, 1901 г. (по форме вертикального профиля побережья и характеру расчленения берегов); Ф. Шепарда, 1951 г. (в основе - причина расчлененности берегового контура); О. Шлюттера и Э. Мартонна, 1935 г. (по генезису и характеру расчленения); В.П. Зенковича, О.К. Леонтьева, О.С. Бугорковой, приведенная во 2-м томе Морского атласа, 1954 г. (берега: коренные, мало измененные и измененные морем, аккумулятивные, ледяные); А.С. Ионина, П.А. Каплина и В.С. Медведева, 1961 г. (по доминирующему фактору в создании геоморфологического облика), использованная в Физико-географическом атласе Мира (1964) и Атласе океанов (Тихий океан, 1975; Атлантический и Индийский океаны, 1977; Северный Ледовитый океан, 1980); В.В. Шаркова, 1974 г. (по определяющей роли тектонических движений в развитии береговых процессов); П.А. Каплина, О.К. Леонтьева, С.А. Лукьяновой, Л.Г. Никифорова, 1991 г. (по характеру процесса эволюции берега: нарастание, отступание, степень выровненности).

В большинстве исследований типы берегов объединяются в следующие группы:
- берега, сформированные субаэральными и тектоническими процессами, мало измененные морем (типы: фьордовый, шхерный, риасовый, эстуариевый, далматинский, сбросовый, вулканический);

- берега, формирующиеся под действием неволновых процессов (дельтовые, термоабразионные, ледяные, биогенные);
- берега, формирующиеся волновыми процессами (лиманный, лагунный);
- берега осушные, формирующиеся волновыми процессами при существенном участии таких факторов, как приливы-отливы, сгоны-нагоны (ваттовые, маршевые).

Берега, сформированные тектоническими процессами, хорошо сохранили первичные черты морфологии и достаточно стабильное положение береговой линии, уверенно определяемое по материалам дистанционного зондирования.

Более подвержены эволюции и необратимым многолетним изменениям дельтовые, лиманные, лагунные, термоабразионные, ледяные берега, морфологические элементы которых варьируют в зависимости от соотношения и интенсивности аккумулятивных и абразионных процессов, а также пород, слагающих берег.

Такие изменения, как нарастание дельты, отступание берегов, сопровождаются заметными перемещениями береговой линии, выражающимися в масштабах топографических карт. Положение береговой линии меняется постепенно от года к году или скачком (например у криогенных берегов), и достаточно однозначно устанавливается по снимкам, особенно при известных скоростях перемещений.

Наибольшую специфику и связанные с ней особенности картографирования представляют осушные аккумулятивные низменные побережья с полным набором видов и эффектов изменений, вызванных вековыми колебаниями уровня, приливно-отливными и сгонно-нагонными явлениями. Такие побережья составляют около трети протяженности берегов Мирового океана.

Типичные для них небольшие уклоны суши и дна создают условия для перемещения береговой линии на большие расстояния (десятки километров). В связи с различными вариантами сочетаний многолетних, сезонных, суточных, эпизодических колебаний уровня моря пространственное реальное положение береговой линии здесь изменчиво, неоднозначно и представляет большие трудности для картографирования.

Кроме того, низменные побережья в отдельных районах оказываются благоприятными для развития высокорослых растительных сообществ (тростниковых - в умеренных широтах, мангровых - в тропических и экваториальных), маскирующее влияние которых еще более затрудняет определение береговой линии. Для берегов этого типа задача установления береговой линии и отображения ее динамики требует особого рассмотрения.

Покажем возможности отображения низменных осушных берегов на примере бесприливного Каспийского моря, его северной части. Установлено, что в четвертичный период эволюция Каспия характеризуется 100-метровой амплитудой колебаний. Многолетние наблюдения выявляют уровни стабильности (1900-1929 гг.), регрессии (1929-1977 гг.), трансгрессии (с 1978 г. по настоящее время) моря. Амплитуда колебаний за эти периоды достигала 3 м от -26 до -29 м.

Средние внутригодовые колебания, обусловленные сгонно-нагонными явлениями, достигали 2-3 м. Максимальные кратковременные повышения уровня за счет ветровых нагонов могут достигать 2,5-4,5 м, а понижения при сгонах 1,5-2,5 м. При крайне малых уклонах суши и прибрежного шельфа на плоской аккумулятивной равнине плановое положение береговой линии может меняться в этих случаях на 30-50 км.

Следствиями сгонов и нагонов являются не только изменения береговой линии, но и изменения прибрежных ландшафтов. Например, в восточной части Северного Каспия на берег нагоняются соленые морские воды, что способствует еще большему засолению аридной территории. Это отражается на видовом составе растительности и характере грунтов. В растительных сообществах увеличивается доля галофитов, солончаковые поверхности становятся топкими, непроходимыми. В западной части Северного Каспия морские воды в значительной мере опреснены стоком р. Волги, что способствует развитию пресноводной растительности и рассолению территории.

Сгоны также представляют опасность, так как сопровождаются обнажением больших участков прибрежных мелководий. Это, в свою очередь, изменяет привычные условия обитания живых организмов, создает препятствия для судоходства, гидротехнических, земляных работ и т.д. Рассмотренный комплекс происходящих процессов сопровождается трансформацией прибрежных ландшафтов.

Для достижения географического соответствия, достоверности в передаче внешнего облика и динамики прибрежных геосистем на топографических картах этого региона необходимо:

1. Определить периоды относительной стабилизации непрерывно меняющегося гидрологического уровня моря и установить положение береговой линии, соответствующее среднегодовому (фоновому) уровню самого современного периода стабилизации или периода с минимальной скоростью падения (повышения) уровня. Именно эту береговую линию логично считать базовой.

2. Установить положения береговой линии, соответствующие критическим отметкам уровня моря (при сгонах и нагонах), по данным региональной службы гидрологических наблюдений. Для исследуемого региона ситуациям разной степени опасности затопления побережья соответствуют величины нагонов, превышающих уровень моря в среднем на:

- 1 м (критическая ситуация);
- 1,5 м (опасная ситуация);
- 2 м и более (особо опасная ситуация).

По этим критериям устанавливаются и проводятся еще три береговые линии. Их конфигурация зависит от неровностей аккумулятивной равнины осушки, ее относительных высот.

3. Зафиксировать границу территории, площадь осушения которой соответствует величине наиболее часто повторяющихся сгонов. Для нашего региона эта величина составляет 0,3-0,5 м и соответствует положению уровня моря ниже среднегодового (фонового) значения. Что же касается максимальной величины сгонов, то она практически не определима даже в натуре, так как водомерное устройство пункта наблюдений обсыхает во время сгона, урез воды смещается мористее поста и величины сгонов оказываются заниженными, либо вообще не зафиксированными.

4. Показать историческую береговую линию (верхненовокаспийской трансгрессии), выраженную в рельефе четким уступом - древним отмершим клифом. Он является индикатором периода относительно длительного стабильного положения уровня моря (на близких отметках) в его эволюции. Относительная высота уступа (клифа) меняется от 1 до 1,5 м и представляет препятствие для распространения нагонных вод даже самой большой величины. Поэтому положения исторической береговой линии и линии, соответствующей максимальным величинам нагонов (особо опасная ситуация), можно условно считать совпадающими.

Детальный анализ уникального побережья Северного Каспия показывает необходимость учета особенностей динамики моря во всех ее проявлениях в каждом конкретном картографируемом регионе. На это должно быть направлено внимание редактора карты. Во всех случаях отображение береговой линии должно основываться на совместном анализе типа морских берегов, временного хода уровня моря по многолетним данным гидрометеорологических наблюдений и материалов аэрокосмических съемок.

В порядке общих рекомендаций предлагается показать:
1) береговую линию, соответствующую среднемноголетнему (фоновому) уровню моря;
2) береговую линию, соответствующую максимальному уровню из многолетних наблюдений (во время приливов и нагонов);
3) береговую линию, соответствующую урезу воды при наинизшем теоретическом уровне моря.

Взаимное положение этих береговых линий зависит от величины осушки, что определяется типом морских берегов, в первую очередь, уклонами и слагающими берег породами.

При отсутствии осушки положения береговых линий практически совпадают в плановом отношении. На картах будет показана одна линия, отражающая фоновый уровень моря.

При небольшой ширине осушки - от 1,5 до 3,0 мм в масштабе карты - реально показать две береговые линии: одну - соответствующую высокому уровню и верхней границе осушки (как на топографических картах), другую - соответствующую урезу воды при наинизшем теоретическом уровне и представляющую нижнюю границу осушки (как на навигационных картах).

При большой ширине осушки, выражающейся в масштабе карты, становится возможным наиболее полно передать особенности гидрологического режима моря, его региональной динамики и миграций береговой линии. В этом случае обеспечивается (как минимум) отображение не только трех рассмотренных основных береговых линий, но и линий, соответствующих критическим или экстремальным эпизодическим отметкам уровня (связанным со штормами, подтоплением берега и т. д.).

На берегах с зарослями водной высокорослой растительности береговую линию удается установить лишь приближенно, с отклонениями от требуемой точности. В этом случае за два из возможных положений береговой линии могут быть приняты нечеткие границы распространения прибрежноводных растительных сообществ со стороны моря и суши (по условным знакам топографических карт - “неопределенная” береговая линия).

На территориях, заключенных между разными береговыми линиями, формируются зоны осушки, различные по условиям увлажнения, засоления, характеру грунта, рельефа, растительности - своеобразные прибрежные ландшафтные комплексы (геосистемы). Каждому из этих реально существующих комплексов соответствует особая геометрия размещения - “природный рисунок” - взаимосвязанных по местоположению и взаимодействующих компонентов.

Отсюда задача топографической карты и ее ценность как модели местности - достичь наибольшего подобия и объективности в передаче ее реального образа, наблюдаемого в натуре или на снимке. Эта задача решается путем подбора определенно организованной системы сочетаний условных знаков, выявляющей типичные особенности каждой из зон.

В характеристике ландшафтов осушек особое значение кроме береговой линии приобретают свойства грунта и отражение его связи с формами подводного и надводного рельефа (микрорельефа). Применяются знаки песка, галечника, ракушечника, глинистых, илистых отложений, солончаков и болот разной проходимости. Изображение рельефа в горизонталях и рисунок отдельных форм (береговых валов, западин, эрозионных борозд) необходимо тщательно увязывать.

Растительность, как правило, имеет несомкнутый покров (за исключением зарослей тростниково-рогозовых, мангровых берегов и других сообществ). Показывается полукустарниковая, травянистая, галофитная, надводная растительность с учетом соотношения жизненных форм, доминирующих видов, характера чередования, постепенных переходов, конфигурации ареалов, полосчатости; куртины и сплошные пятна выделяются сгущением значков.

Главное требование в отображении надводной части берега - природного рубежа - отображение его морфологии (профиля), характер которого позволяет судить о происходящих процессах, стадии, скорости развития берега. Дополнительно к имеющимся на топографических картах обозначениям целесообразно показывать: нависающие берега (как начальную стадию формирования берегового обрыва), интенсивно разрушающиеся обрывистые берега, береговые ледяные обрывы (материкового и шельфового льда), термоабразионные берега; указывать (пояснительной подписью) характер грунта в береговых обнажениях.

На рис. 2.10 представлены образцы топографической карты масштаба 1:100 000, изданной в 1966 г. (а) и выполненной с учетом разработанных рекомендаций (б).

Рис. 2.10. Фрагменты топографической карты масштаба 1 : 100 000, изданной в 1966 г. (а), и выполненной с учетом разработанных автором рекомендаций (б)

На рис. 2.10, а показана одна береговая линия (-28,0 м), хотя высоты внутригодовых уровней в это время различались почти на 3 м; изображение осушки отсутствует, остальная ситуация чрезмерно схематизирована и обезличена штриховкой солончаков, не передающей их действительного размещения.

На рис. 2.10, б приведен фрагмент топографической карты, обновленной на современный период. Нанесены появившиеся нефтяные скважины, вышки, дамбы, искусственные валы, новые дороги. Высоты уровней моря в течение года также различаются в среднем на 3 м, но показано шесть береговых линий: современная фоновая (-27,0 м); три линии, соответствующие уровню моря во время нагонов высотой: 1,0 м (-26,0 м); 1,5 м (-25,5 м); 2,0 м (-25,0 м - историческая береговая линия); две береговые линии, соответствующие уровню моря во время сгонов величиной 0,5 м (-27,5 м) и 1,0 м (-28,0).

Территории, заключенные между береговыми линиями, представлены зонами осушки. До недавнего времени здесь можно было выделить 6 вполне определенных, сформировавшихся в течение почти сорока лег ландшафтных комплексов, но теперь они находятся в новой стадии формирования в связи с повышением уровня моря. Современная береговая линия заняла положение бывшей границы осушки. Поэтому на образце карты (рис. 2.10, б) показана лишь тенденция смены ландшафтов от современной береговой линии в стороны моря и суши.

Участки в зоне сгонов между линиями -27,0 и -28,0 м (бывшие солончаки) теперь большую часть года находятся под водой, характеризуются песчано-илисто-глинистыми отложениями с ракушкой, затопленными эрозионными формами и возвышающимися над водой сооружениями нефтепромыслов.

Участки, находящиеся выше положения современной береговой линии (-27,0 м), в зоне нагонов представляют собой песчано-солончаковую равнину, слабо террасированную, осложненную береговыми валами, западинами; ближе к древнему клифу это сухие русла, бугристые эоловые формы.

По мере удаления от современной береговой линии уменьшается увлажнение и засоление, солончаки и редкие куртины однолетней галофитной растительности сменяются зональной полупустынной растительностью, которая ближе к клифу дополняется многолетними полукустарниками. Осушка в современных границах показана бледно-голубой заливкой (в дополнение к обозначениям грунта, рельефа, растительности).