Morpholithodynamics of lagoonal straits of the North-Eastern Sakhalin

Cover Page

Abstract


The results of the analysis of geospatial and geological information on the structure and dynamics of the lagoon coast of the North-Eastern Sakhalin are presented. On the basis of a number of parameters of the coastal erosion-accumulation processes and migration of lagoon straits during the period 1927–2014. the morpholithodynamics system of the North-Eastern Sakhalin was considered. The volume of sediments transported during the migration of the straits, was estimated with the help of three-dimensional models, in which, parallel with time-averaged areas of erosion and accumulation, additional data were used, namely: bathymetry of the straits and adjacent water area, characteristics of the relief of the barrier forms and geological information obtained as a result of georadar survey and drilling. Georadar data, together with remote sensing data, have made it possible to create a model of sedimentation, which formed the basis for the analysis of the history of the coast formation beyond the period of observations. Currently, we can trace the situation as long as to the middle of the XIXth century.


Введение

Лагуны (заливы) северо-восточного Сахалина (Пильтун, Чайво, Ныйво, Набиль, Лунский), соединены проливами с Охотским морем. Все эти проливы (за исключением пролива лагуны Набиль) рассекают песчаные аккумулятивные формы типа берегового барьера на южный и северный сегменты (косы).

По материалам дистанционного зондирования и топосъемки м-ба 1:10 000 прослежаны миграции лагунных проливов за период 1927–2014 гг. Причем для последних пятнадцати лет проанализированы ежегодные данные. Объемы наносов, перемещаемых при миграции проливов, установлены при помощи трехмерных моделей, где, наряду с характеристиками площади размыва и аккумуляции, использованы данные о глубинах пролива и прилегающей акватории, параметры рельефа барьерных форм и геологическая информация, полученная в результате георадарной съемки и бурения.

Наблюдаемые изменения береговой линии и миграция проливов объясняются особенностями строения берегов, прибрежной циркуляции и вдольберегового потока наносов. На основании анализа результатов георадарной съемки и данных бурения пересыпи рассмотрены механизмы перемещения дистальных окончаний кос системы пролива.

Обзор проблемы

Первое геоморфологическое описание лагунного побережья северо-восточного Сахалина составили Н. Н. Тихонович и П. И. Полевой [1]. Уже эти авторы отмечали сложный характер строения и динамики лагунных проливов. Однако первым, по-настоящему полным и детальным исследованием, посвященным геоморфологическому строению и динамике берегов северо-восточного Сахалина, по праву считается работа А. Т. Владимирова, опубликованная в 1961 г. [2]. Им сделан ряд выводов о строении и динамике берегов, которые не потеряли актуальности до настоящего времени. Кроме того, изучая строение устьевых зон лагунных проливов и материалов аэрофотосъемки (АФС) он выявил структуру вдольбереговых перемещений наносов и отметил, что устьевые зоны проливов являются особыми морфолитодинамическими образованиями с максимальной концентрацией наносов в пределах верхних элементов береговой зоны. Более поздние исследования показали, что в области конвергенции вдольбереговых потоков наносов в районе пересыпи лагуны Ныйво отсутствуют активные аккумулятивные донные формы [3].

Группа исследователей Дальневосточного госуниверситета, используя новые мас-сивы дистанционной информации, а также морфодинамические наблюдения на пересыпи лагуны Чайво, установила, что в ее пределах объемы осадконакопления превышают объемы размыва примерно в 6 раз, в системе же лагунного пролива, напротив, объемы размыва в три раза выше объемов аккумуляции [4]. Было также определено, что объем конуса выноса, созданного отливными течениями системы пролива лагуны Чайво (пролив Клейе), составляет 12 млн. м3 [5]. Однако, следует отметить, что информация о величинах и направлениях смещения лагунных проливов, установленных по результатам дешифрирования АФС ограничена периодом наблюдений с 1952 по 1986 гг. и представлена, в основном, линейными измерениями на нескольких участках [6, 7]. Таким образом, несмотря на высокую степень освоения рассматриваемого побережья объектами и транспортной инфраструктурой нефтегазового комплекса, до настоящего времени информация о морфодинамике побережья северо-восточного Сахалина носит обзорный, описательный характер. Исключением являются результаты морфолитодинамического анализа системы Ныйского залива и косы Пластун, а также пересыпи лагун Чайво и Набиль [10, 11]. Южнее пересыпи лагуны Набиль по нашим данным расчетные значения потока наносов результирующего — но уже северного — направления составляют 240 тыс. м3/год, при значительно меньших значениях размаха миграций.

Для побережья северо-восточного Сахалина характерна сезонная смена направления потоков волновой энергии и, соответственно, вдольбереговых перемещений наносов [3, 8, 9]. В летний период доминируют ветра юго-восточной четверти, в осенне-зимний период господствуют ветра северо-восточной четверти. Расчетные значения вдольберегового потока наносов результирующего — южного — направления достигают максимума 300 тыс. м3/год в средней части пересыпи лагуны Чайво и затем уменьшаются к югу [10]. При этом поток южного направления доходит до 800 тыс. м3/год, а поток северного направления — до 500 тыс. м3/год.

Южнее пересыпи лагуны Набиль расчетные значения потока наносов результирующего — но уже северного — направления составляют 240 тыс. м3/год, при значительно меньших значениях размаха миграций.

Район пересыпи лагуны Ныйво — зона конвергенции результирующих потоков наносов южного и северного направлений. По расчетным данным о волновом климате северо-восточного Сахалина последних 20 лет, результирующий поток здесь в настоящее время действует в южном направлении [11]. К северу от пролива Анучина его величина около 100 тыс. м3/год, а южнее пролива — вдоль косы Пластун — уменьшается до 40 тыс. м3/год. Поток на север составляет более 200 тыс. м3/год, а поток на юг превышает 300 тыс. м3/год. В районе пролива он колеблется, а на косе Пластун уменьшается до 240 тыс. м3/год.

В ГИС-среде с использованием стандартных процедур анализа материалов дистанционного зондирования и топосъемки м-ба 1:10 000 нами была проведена реконструкция миграции с 1927 по 2014 гг. лагунных проливов. Дополненная материалами гидрографических исследований и наземной георадарной съемкой, эта информация позволила определить объемы размыва и аккумуляции в системах проливов. Балансовая модель наносов береговой зоны построена в соответствии с пространственной структурой вдольбереговых перемещений, установленных предшественниками [2, 17], и дополнена рассмотренными выше расчетными данными. Северной границей морфолитодинамической системы является область дивергенции потоков, расположенная в нескольких километрах к северу от лагуны Пильтун, а южной — мыс Делиль-де-ля-Кройера. Модель включает объемы наносов, мобилизуемых и аккумулируемых при перемещении проливов, и наносов, вовлекаемых во вдольбереговые миграции при размыве высоких береговых уступов, сложенных плейстоценовыми осадками (в основном неконсолидированными, песчано-пелитовых фракций), а также отложениями голоценовых пересыпей и низких террас. Среднемноголетние значения величин размыва береговых уступов, учитываемые в этой модели, определены нами ранее [18]. Комплексное использование материалов дистанционного зондирования и георадарной съемки дало возможность не только определить объемы мобилизации и аккумуляции наносов, но и стратиграфически обосновать механизмы перемещения элементов лагунного пролива. Подобный подход был ранее успешно применен для реконструкции эволюции барьеров, расположенных на северо-западе Испании и юго-востоке Северного моря [19, 20]. Вопросы водообмена в системе “лагуна–море” и гидродинамика лагунных проливов в рамках данной работы не рассматриваются. Среднемноголетние значения речного и твердого стока в лагуны представлены в таблице 1 [12–16]. Отметим также, что величина приливов от максимума в районе лагуны Чайво уменьшается в южном и северном направлениях.

 

Таблица 1. Сток в лагуны Северо-Восточного Сахалина и изменение величины приливов на устьевом взморье по материалам [12–16]

Лагуна

Площадь водного зеркала, км2

Объем речного стока, км3/год

Сток наносов, тыс. т/год

Величина максимального прилива

Пильтун

434.7

1.18

34.0

2.13

Чайво

126.0

1.65

27.0

2.68

Ныйво

63.6

4.94

560.0

1.94

Набиль

164.7

0.8

19.0

1.92

Лунская

53.9

0.1

7.2

1.66

 

Методы исследований

В представленной работе реализована методика морфолитодинамических исследований, основанная как на традиционных геоморфологических, так и современных методах получения и анализа геопространственной и геологической информации. В едином методологическом ключе впервые выполнен анализ морфодинамики лагунных проливов побережья протяженностью более 300 км.

На первом этапе обработки массивов аэрофотоинформации созданы электронные варианты полос АФС залётов за период 1952–1985 гг. Затем осуществлена координатная привязка растровой топокарты масштаба 1:100 000 в свободной кроссплатформенной геоинформационной системе QGIS (Quantum GIS) и координатная привязка всех полос АФС по характерным точкам. После реализации процедур трансформирования проводилась проверка степени контурного совпадения географических объектов наиболее качественной полосы АФС с рисунком на топокарте. Выбирался наиболее адекватный вариант. Остальные полосы АФС привязывались к нему практически по тем же реперным точкам.

Топокарта 1927 г. крупного масштаба лагун Чайво и Ныйво достаточно точно (с учетом разрешения растрового варианта карты) была привязана к основному массиву данных. С 1999 по 2014 гг. динамика барьерных образований анализировалась на основе дешифрирования КС в среде ГИС. В результате получены значения изменений площади кос при смещении проливов, как за различные этапы, так и за весь период.

Объемы наносов, перемещаемых при миграции проливов, установлены при помощи трехмерных моделей, где, наряду с характеристиками площади размыва и аккумуляции, использованы данные о глубинах пролива и прилегающей акватории, а также параметры рельефа барьерных форм и данные их геологического строения, полученные в результате георадарной съемки. Опыт предшествующих исследований показал, что георадарные данные позволяют охарактеризовать внутреннюю структуру береговых песчано-галечных образований и определить какие осадочные процессы их сформировали [21–23].

Работы проводились георадаром серии “ОКО-2М” (ООО “Логис”) с антенным блоком АБ-400 (центральная частота антенны 400 МГц), обеспечивающим глубину исследования до 5 м и с антенным блоком АБ-150 (центральная частота 150 МГц) — глубина исследования до 12 м. В настоящее время наиболее детально обследованы барьерные формы лагун Лунская, Набиль и Ныйво. Георадиолокационные наблюдения проводились в режиме “по перемещению” с автоматическим замером длины профиля датчиком перемещения ИД-32, работающим по типу одометра. Привязка конечных точек профилей наблюдения осуществлялась при помощи спутникового приемоиндикатора. Результатом георадиолокационной съемки являются временные разрезы, записанные методом переменной плотности, на которых по горизонтали указано расстояние в метрах, а по вертикали — время прихода волн, отраженных от границ раздела сред, в наносекундах [24]. По данным бурения и шурфования выделенные отражающие поверхности скоррелированы со слоями, установленными в скважинах, шурфах или канавах, для пересчета временного разреза в глубинный по всему профилю. При анализе и интерпретации данных использованы понятия и термины георадарной стратиграфии, такие как радарная фация (Rf) и поверхности радарных отражений, связанные с первичной структурой осаждения [25, 26].

Интерпретация георадарных данных по профилям общей протяженностью около 20 км в полной мере включала геоморфологический контент, основанный на морфодинамических наблюдениях.

Результаты

Первый этап исследования динамики лагунных проливов завершился построением карт переформирования берегов и определением на этой основе площадей размыва и нарастания кос при перемещении проливов (рис. 1).

 

Рис. 1. Изменение контура береговой линии северо-восточного Сахалина в районе проливов соединяющих Охотское море и лагуны

(а) — обзорная схема района исследований: I–VI — участки проливов лагун, для которых установлены объемы размыва и аккумуляции для расчета бюджета вдольбереговых перемещений наносов: (б) — Пильтун, (в) — Чайво, (г) — Ныйво, (д) — Набиль, (е) — Лунская.

Положение береговой линии: 1 — в 2014 г., 2 — в 1999 г., 3 — в 1977 г., 4 — в 1952 г., 5 — в 1927 г.; 6 — границы расчетных площадей; 7 — участки расчета размыва и аккумуляции за пределами лагунных проливов

 

Средние за многолетний период значения скоростей перемещения мысов в направлении смещения пролива, а также площади размыва и аккумуляции представлены в таблице 2. На рисунке 2 показаны осредненные значения площадей размываемых и нарастающих кос за соответствующие расчетные временные интервалы.

 

Таблица 2. Динамика проливов за период 1929–2014 гг.

Лагуна

Направление смещения пролива

Продолжительность наблюдений, годы

Смещение нарастающей косы, м

Среднегодовые скорости нарастания кос, м/год

Нарастание площади аккумулятивных форм в системе пролива, тыс. м2/год

Размыв в системе пролива, тыс. м2/год

Пильтун

юг

62

1963

31.7

16.61

5.4

Чайво

юг

87

2338

26.9

21.61

43.55

Ныйво

север

87

2210

26.4

12.14

8.19

Набиль

север

62

800

12.9

11.97

13.67

Луньский

север

62

1779

28.7

5.71

2.81

 

Представленная информация позволяет охарактеризовать основные черты развития проливных систем северо-восточного Сахалина за период наблюдений. Среднемноголетние скорости перемещения мысов нарастающих кос практически одинаковы для всех проливов, за исключением пролива лагуны Набиль, где при перемещении пролива размывается низкая морская терраса, сложенная торфами и лагунными илами. Перемещение проливов лагун Пильтун и Чайво, наряду со смещением в южном направлении, сопровождалось изменением формы дистальных окончаний кос. Поэтому, несмотря на смещение пролива лагуны Пильтун в южном направлении в 1977–1999 гг. примерно на 870 м, увеличивались площади, как нарастающей северной косы, так и отступающей южной. Ситуация изменилась в последние двадцать лет, когда площадь отступающей южной косы стала ежегодно уменьшаться примерно на 2 га. Максимальные с начала 1950-х гг. скорости размыва отступающей косы — около 2.2 га/год — характерны в последнее двадцатилетие и для пролива лагуны Чайво. А скорости нарастания в этот период наступающей косы — 6.4 га/год — максимальны для всего интервала наблюдений с 1927 по 2014 гг.

Перемещение проливов лагун Лунская и Набиль в северном направлении происходило более или менее равномерно, но, в период минимальных скоростей нарастания косы лагуны Лунская, коса лагуны Набиль нарастала с максимальными скоростями и наоборот. При этом в период с 1973 по 1999 гг. среднегодовые значения прироста косы Набиль примерно в 26 раз превышали значения прироста косы Лунская, при среднемноголетних значениях 12000 м2/год и 5700 м2/год соответственно.

Что касается зоны конвергенции потоков наносов в районе пересыпи лагуны Ныйской, то за период с 1927 по 2014 гг. дистальный конец косы сместился более чем на 2200 м в ССЗ направлении. При этом на период до 1977 г. приходится около 1360 м прироста косы в указанном направлении, т. е. 27 м/год; на период с 1977 по 1985 гг. — около 490 м, или 61 м/год; на период с 1985 по 2014 гг. — около 360 м, т. е. 12 м/год. Судя по положению береговой линии северной стороны пролива, основные гидроморфные параметры пролива практически неизменны с конца 70-х гг. ХХ в. С 1999 г. ранее размываемая северная коса увеличивает свою площадь.

Определение объемов наносов, мобилизуемых и аккумулируемых при перемещении проливов, проведенное с помощью несложных расчетов по трехмерным моделям, позволяет перейти к анализу бюджета наносов рассматриваемой морфолитодинамической системы. Наносы, вовлекаемые во вдольбереговые миграции при размыве высоких береговых уступов, сложенных плейстоценовыми осадками, голоценовых пересыпей и низких террас рассмотрены нами ранее [18]. Среднемноголетние значения приходных и расходных частей бюджета наносов представлены в таблице 3. Учитывая, что твердый речной сток пляжеформирующих фракций незначителен (около 10% от общего твердого стока, представленного в таблице 1) и практически полностью расходуется на заполнение лагунных бассейнов, на данной стадии развития берегов параметры бюджета наносов определяют процессы собственно береговой зоны. В среднем за многолетний период в зону конвергенции потоков наносов поступает около 13 тыс. м3/год наносов с севера и около 106 тыс. м3/год с юга. В зоне пролива аккумулируется около 23 тыс. м3 осадков пляжеформирующих фракций.

Очевидно, что у потока наносов южного направления приходная часть бюджета формируется за счет размыва, главным образом, низких песчаных берегов. Этим она отличается от приходной части бюджета наносов северного направления, где размываются высокие террасы, в отложениях которых алевритопелитовые фракции составляют более 70%.

 

Таблица 3. Бюджет наносов морфолитодинамической системы Северо-Восточного Сахалина

Участок на берегах (1–6),

лагунные проливы (а–д)

Размыв

Аккумуляция

Бюджет наносов

м3/год×103

Расчетный участок VI

46.00

0

+46.00

Расчетный участок V

211.75

117.73

+94.02

Пролив лагуны Пильтун (а)

74.52

196.00

-121.48

Расчетный участок IV

80.15

392.52

-312.37

Пролив лагуны Чайво (б)

522.60

216.10

+306.50

Общая на участке с перемещением проливов в южном направлении

935.02

922.35

+12.67

Пролив лагуны Ныйво (в), зона конвергенции потоков наносов

98.30

121.40

-23.10

Расчетный участок III

75.92

0

+75.92

Пролив лагуны Набиль (г)

164.04

143.60

+20.44

Расчетный участок II

19.41

34.55

-15.14

Пролив лагуны Лунская (д)

22.48

45.68

-23.20

Расчетный участок I

48.00

0

+48.00

Общая на участке с перемещением проливов в северном направлении

329.85

223.83

+106.03

 

Таким образом, получаемые в зоне схождения вдольбереговых потоков наносов “излишки” в виде 95 тыс. м3 примерно на 70% являются наносами открытого моря, что составляет около 65–70 тыс. м3 отложений алеврито-пелитовых фракций. Именно с этим связано преобладание здесь на подводном береговом склоне мелкозернистых размерностей осадков, препятствующее формированию контрастных донных аккумулятивных форм, широко представленных к югу и к северу от зоны конвергенции потоков наносов.

Обсуждение

К сожалению, очень многие составляющие данной морфолитодинамической системы остаются пока без рассмотрения. Однако впервые в России с единых методических позиций мы получили представление о динамике лагунного побережья протяженностью около 300 км. Вероятно, не стоит обольщаться полученными цифрами, но новые данные об объемах размыва и аккумуляции наносов и направлениях их перемещения не противоречат имеющимся расчетам мощности вдольбереговых потоков насосов [10, 11].

Наше исследование показало, что анализ георадарных данных с высокоточной привязкой профилей и радарных фаций — весьма перспективное направление изучения миграций лагунных проливов и динамики барьерных островов. Уже на данном этапе исследования георадарные данные позволили установить общую схему перемещения нарастающих дистальных элементов аккумулятивных форм в зоне пролива (рис. 3). На всех растущих косах выделяются фации приустьевых баров. По мере развития пролива в соответствии с приливно-отливным режимом к ним причленяются фации пляжа верхней части берегового склона. Эоловая переработка отложений, вышедших в зону действия субаэральных процессов, с одной стороны — повышает контрастность рельефа за счет формирования авандюн, а с другой — сглаживает неровности, засыпая первичный рельеф. Таким образом, морфолитодинамические особенности смещения пролива в направлении результирующего потока вдольбереговых наносов соответствуют условиям берегов со значительным литоральным транспортом при возможности интенсивного сезонного волнения [27].

 

Рис. 2. Площади деформаций северных и южных берегов проливов соединяющих Охотское море и лагуны (1927, 1952–2012 гг.): (а) — Пильтун, (б) — Чайво, (в) — Ныйво, (г) — Набиль, (д) — Лунская

Коса: 1 — южная, 2 — северная

 

Рис. 3. Типичный поперечный разрез дистального окончания нарастающей косы: (а) — георадарный профиль; (б) — результаты интерпретации по данным ручного бурения

1 — нерасчлененные эоловые и пляжевые отложения; осадки: 2 — современные алеврито-пелитовые лагунные, 3 — песчано-галечные верхней части берегового склона и штормовых валов, 4 — песчано-гравийные приустьевого бара, 5 — грубозернистые гравийно-галечные дна пролива

 

На размываемых, отступающих косах в основании разреза встречаются лагунные илы. Это не противоречит представлениям о надвиге барьерных форм в период последней фазы голоценовой прибрежно-морской аккумуляции на голоценовые лагунные отложения первых фаз аккумуляции (рис. 4). Они, вероятно, могут являться одним из признаков формирования нового пролива за счет прорыва отступающей косы и причленения образовавшегося фрагмента к наступающей косе.

 

Рис. 4. Временные интервалы прибрежного осадконакопления в голоцене на берегах Дальневосточных морей по данным 14C [28]

(а) — радиоуглеродный возраст, (б) — калиброванный календарный возраст

 

Положение проливов достаточно уверенно устанавливается при анализе георадарных данных. В основу положен структурно-геологический критерий — направление падения наклонных отражений радарных фаций. Для более уверенной интерпретации результатов поверхности радарных отражений, связанные с первичной структурой осаждения, сравнивались с морфометрическими характеристиками проливов (табл. 4). Сочетание стратиграфических исследований и материалов дистанционного зондирования позволило получить ценную информацию о современной и исторической динамике аккумулятивных форм. Например, с максимальной за период исследования скоростью — около 80 м/г смещался на юг с 1952 по 1963 гг. пролив лагуны Лунская. Это подтверждается положением судна, выброшенного на берег южной косы пролива в 1949 г., которое находится в 250 м к югу от береговой линии южной косы 1952 г.

 

Таблица 4. Уклоны дна проливов и поверхности радарных отражений

Лагуна

Уклоны дна пролива, град.

Уклоны слоев георадарные, град.

растущая

коса

размываемая

коса

по направлению роста косы

обратные направлению роста устьевой зоны косы

Пильтун

1.7–5.1

2.6–8.0

 

Чайво

0.7–3.0

1.1–9.9

  

Ныйво

5.4–6.8

6.8–8.0

1.0–4.6

6.2–13.0

Набиль

1.4–4.6

2.8–3.2

2.9–9.7

12.5–15.9

Лунская

3.2

5.3

2.0–4.7

 

Средние скорости перемещения дистального окончания барьерной формы лагуны Ныйво — косы Пластун на север составляли в периоды: с 1927 по 1952 гг. — 33.3 м/год, с 1952 по 1977 гг. — 21.3 м/год, с 1977 по 2002 гг. — 35.2 м/год. С 2002 по 2014 гг. положение косы не изменилось. В 277 м к югу от положения косы в 1927 г., установлена георадарная зона протяженностью 485 м с падением слоев на юг, т. е. в направлении противоположном росту косы.

Расчеты показывают, что в интервале с 1915 по 1919 гг. закончились активные перестройки устьевой зоны пролива лагуны Ныйво. К сожалению, время начала перестроек путем интерполяции установить невозможно. Это могло быть как одномоментное событие, в результате прорыва северной косы, так и продолжительный период, аналогичный периоду стабилизации пролива, наблюдаемому здесь с конца двадцатого века до настоящего времени. Глубина залегания отложений с падением слоев в южном направлении делает более предпочтительной вторую точку зрения.

Гораздо более глубокое залегание, до 10 м, пачек с противоположным растущей косе падением слоев установлено при георадарном исследовании косы Набиль (рис. 5). Кроме этого, в разрезе здесь мы наблюдаем уменьшение глубин, и сдвиг фарватерной зоны пролива в сторону суши. Отложения с противоположным росту падением слоев в интервале глубин 2–5 м, вероятно, соответствуют приустьевому бару с северной стороны, причлененному к косе при перемещении пролива. Следует отметить, что с 1952 по 1973 гг. положение дистального окончания косы Набиль было практически неизменным, с 1973 по 1985 гг. среднегодовая скорость роста косы составляла около 45 м/год, а последние тридцать лет коса нарастала со скоростью 10 м/год. Таким образом, зафиксированное историческое положение пролива, ось которого согласно георадограммам располагается в 934 м, а южный берег в 1110 м от дистального окончания косы в 1952 г. (в случае сохранения среднемоголетних скоростей перемещения за последние 62 года), соответствует началу второй половины XIX в.

 

Рис. 5. Фрагмент продольного профиля косы Набиль

(а) — георадарный профиль; (б) — схема интерпретации с привлечением данных ручного бурения; (в, г) — увеличенные фрагменты георадарного профиля и схемы интерпретации.

Фации: 1 — лагунного пролива, 2 — приустьевого бара

 

В настоящее время георадарными исследованиями охвачены, преимущественно, нарастающие косы. Целью исследований ближайшего времени является 3D-стратиграфия как растущих, так и отступающих аккумулятивных образований.

Заключение

Наибольшие морфолитодинамические изменения береговой зоны северо-восточного Сахалина происходят именно в системах проливов. Максимальный объем наносов деятельного слоя берегового профиля также наблюдается в проливах.

На данной стадии развития побережья бюджет наносов определяют абразия и аккумуляция. Анализ данных переформирования берегов показал, что в среднем за многолетний период в зону конвергенции потоков наносов в районе пролива лагуны Ныйво с севера поступает около 13 тыс. м3/год наносов. Около 106 тыс. м3/год из них (примерно 65–70 тыс. м3) — осадки открытого моря (алеврито-пелитовые фракции), поступает с юга.

В зоне пролива лагуны Ныйво, согласно анализу карт переформирования берегов, аккумулируется около 23 тыс. м3/год осадков пляжеформирующих фракций, что практически уравнивает приходную и расходную части наносов построенной балансовой модели литодинамической системы северо-восточного Сахалина.

Скорости миграции проливов сильно варьируют по годам, однако, среднемноголетние скорости перемещения практически одинаковы для всех проливов, за исключением пролива лагуны Набиль, где при перемещении пролива размывается низкая морская терраса, сложенная торфами и лагунными илами.

Георадарные данные в комплексе с материалами дистанционного зондирования существенно дополнили существующие ранее представления о морфолитодинамике лагунных проливов. Созданная на их основе модель осадконакопления при перемещении дистальных окончаний барьерных форм лагун, легла в основу анализа истории развития побережья за пределами периода, обеспеченного наблюдениями. В настоящее время мы можем проследить ситуацию до середины XIX в.

V. V. Afanasev

Institute of Marine Geology and Geophysics, FEB RAS

Author for correspondence.
Email: vvasand@mail.ru

Russian Federation, 1B, Nauka street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693022

  1. Tikhonovich N. N. and Polevoy P. I. Geomorphological sketch of Russian Sakhalin. Tr. Geol. Kom. Nov. Ser. Iss. 120. Pg.: Tip. M. M. Stasyulevicha (Publ.), 1915. 77 p. (in Russ.).
  2. Vladimirov A. T. Morphology and evolution of the lagoon shore of Sakhalin Island. Tr. Ins. Okeanol. AN SSSR. Vol. 48. M.: AS USSR (Publ.), 1961. P. 145–171 (in Russ.).
  3. Beloshapkov A. V., Gordin A. I., Ilyin V. V., and Putov V. F. Accumulative forms of a coastal zone and the shelf of northeast Sakhalin, in Chelovechestvo i beregovaya zona Mirovogo okeana v XXI veke (Humanity and the coastal zone of the World Ocean in the 21st century). Moscow: Geos (Publ.), 2001. P. 126–140.
  4. Volodarskii A. N., Mikishin Yu. A., and Razova G. G. Evolution and lithodynamics of Chaivo bay-bar in Late Holocene, in Paleogeografiya antropogena Dal'nego Vostoka (Paleography of anthropogen of Far East). Vladivostok: DVNC AN SSSR (Publ.), 1987. P. 112–116.
  5. Volodarsky A. N., Mikishin Yu. A., and Cherepanova M. V. Dynamics of the lagoon coasts of Sakhalin in the regions of active shelf development, in Kompleksnyye problemy izucheniya, osvoyeniya i okhrany mineral'nykh resursov okeana (Complex problems of studying, developing and protecting the mineral resources of the ocean). Vladivostok: DVNC AN SSSR, 1983. P. 24–25.
  6. Buzlaev V. A. New data on the rates of processing the shores of Sakhalin, in Geograficheskiye issledovaniya shel'fa dal'nevostochnykh morey (Geographical studies of the shelf of the Far Eastern seas). Vladivostok: Izd-vo DGU (Publ.), 1993. P. 78–86.
  7. Remenets A. I. and Klimov I. N. Evolution of the lagoon coast of the Piltun Bay in the Holocene, in Razvitiye prirodnoy sredy v pleystotsene (Development of the natural environment in the Pleistocene). Vladivostok: DVNC AN SSSR (Publ.), 1981. P. 123–126.
  8. Zemtsova A. I. Klimat Sakhalina (The climate of Sakhalin). Leningrad: Gidrometeoizdat (Publ.), 1968. 197 p.
  9. Kato E., Savelyev V.Yu., and Shevchenko G. V. Regime characteristics of the wind for Sakhalin Island, obtained on the basis of instrumental data, in Dinamicheskiye protsessy na shel'fe Sakhalina i Kuril'skikh ostrovov (Dynamic processes on the shelf of Sakhalin and the Kuril Islands). Yuzhno-Sakhalinsk: IMGiG DVO RAN (Publ.), 2001. P. 177–194.
  10. Leontiev I. O. The budget of the sediments and the forecast of the development of the coast. Okeanol. 2008. Vol. 48. No. 3. P. 467–476 (in Russ.).
  11. Leont'ev I. O. and Afanasyev V. V. Dynamics of the lagoon coast of northeastern Sakhalin on the example of the system of the Nyisky Bay and the plait Plastun. Okeanol. 2016. Vol. 56. No. 4. P. 618–626 (in Russ.).
  12. Bobrik K. P. and Brovko P. F. River runoff and sedimentation in the lagoons of Northern Sakhalin, in Materialy po gidrologii rek zony BAM i Dal'nego Vostoka (Materials on the hydrology of the rivers of the BAM zone and the Far East). L.: Gidrometeoizdat (Publ.), 1986. Vol. XX. No. 3. P. 439–444.
  13. Gosudarstvennyy vodnyy kadastr. Osnovnyye gidrologicheskiye kharakteristiki (za 1971–1975 gg. i ves' period nablyudeniy). Vol. 18. Vyp. 4. Sakhalin i Kurily (State water cadastre. The main hydrological characteristics (for 1971–1975 and the whole period of observations). Vol. 18. P. 4. Sakhalin and the Kurils). L.: Gidrometeoizdat (Publ.), 1979. 156 p.
  14. Gosudarstvennyy vodnyy kadastr. Mnogoletniye dannyye o rezhime i resursakh poverkhnostnykh vod sushi. Vol. 1. RSFSR. Vyp. 22. Basseyny rek Sakhalinskoy oblasti (State water cadastre. Long-term data on the regime and resources of surface waters of the land. Vol. 1. of the RSFSR. Issue. 22. Basins of the rivers of the Sakhalin region). L.: Gidrometeoizdat (Publ.), 1987. 227 p.
  15. Putov V. F. and Shevchenko G. V. Spatial-temporal variability of sea level fluctuations and calculation of extreme heights of rare occurrence on the northeastern shelf of Sakhalin Island. Meteorol. Gidrol. 1991. No. 10. P. 94–101 (in Russ.).
  16. Putov V. F. and Shevchenko G. V. Features of the tidal regime on the northeastern shelf of Fr. Sakhalin, in Gidrometeorologicheskiye protsessy na shel'fe: otsenka vozdeystviya na morskuyu sredu (Hydrometeorological processes on the shelf: assessment of the impact on the marine environment). Vladivostok: DVNIGMI (Publ.), 1998. P. 61–82.
  17. Brovko P. F. Formation of lagoon coasts of Far Eastern seas in conditions of temperate climate, in Bentos i usloviya yego sushchestvovaniya na shel'fovykh zonakh Sakhalina (Bentos and conditions of its existence on the shelf zones of Sakhalin). Vladivostok: DVNC AN SSSR (Publ.), 1985. P. 4–19.
  18. Afanasyev V. V. and Uba A. V. Analysis of the erosion of the shores of northeastern Sakhalin. Geomorphologiya (Geomorphology RAS). 2018. No. 4. P. 26–37 (in Russ.).
  19. Costas S., Alejo I., Rial F., Lorenzo H., and Nombela M. A. Cyclical evolution of a modern transgressive sand barrier in Northwestern Spain elucidated by GPR and aerial photos. Journal of sedimentary Research. 2006. Vol. 76. No. 9. P. 1077–1092.
  20. Lindhorst S., Fuerstenau J., Christian Hass H., and Betzler C. Anatomy and sedimentary model of a hooked spit (Sylt, southern North Sea). Sedimentology. 2010. Vol. 57. No. 4. P. 935–955.
  21. Leatherman S. P. Coastal geomorphological applications of ground-penetrating radar. Journal of Coastal Research. 1987. P. 397–399.
  22. Jol H. M., Smith D. G., and Meyers R. A. Digital ground penetrating radar (GPR): A new geophysical tool for coastal barrier research (examples from the Atlantic, Gulf and Pacific coasts, USA). Journal of Coastal Research. 1996. P. 960–968.
  23. Bristow C. S., Chroston P. N., and Bailey S. D. The structure and development of foredunes on a locally prograding coast: insights from ground‐penetrating radar surveys, Norfolk, UK. Sedimentology. 2000. Vol. 47. No. 5. P. 923–944.
  24. Vladov M. L. and Starovoitov A. V. Vvedeniye v georadiolokatsiyu (Introduction to the georadiolocation). Moscow: Izd-vo MGU (Publ.), 2005. 153 p.
  25. Neal A. Ground-penetrating radar and its use in sedimentology: principles, problems and progress. Earth-science reviews. 2004. Vol. 66. No. 3. P. 261–330.
  26. Mallinson D. J., Smith C. W., Culver S. J., Riggs S. R., and Ames D. Geological characteristics and spatial distribution of paleo-inlet channels beneath the outer banks barrier islands, North Carolina, USA. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2010. Vol. 88. No. 2. P. 175–189.
  27. Hayes M. O. and FitzGerald D. M. Origin, evolution, and classification of tidal inlets. Journal of Coastal Research. 2013. Vol. 69. No. sp1. P. 14–33.
  28. Afanasyev V. V. Evolution of the coast of the Far Eastern seas in the Holocene, in Evolyutsiya beregov v usloviyakh podnyatiya urovnya okeana (Evolution of the shores in conditions of raising the ocean level). M.: 1992. P. 166–174.
  29. Stutz M. L. and Pilkey O. H. Open-ocean barrier islands: global influence of climatic, oceanographic, and depositional settings. Journal of Coastal Research. 2011. Vol. 27. No. 2. P. 207–222.

Supplementary files

Supplementary Files Action
1. Fig. 1. Changes in the contour of the coastline of northeast Sakhalin in the area of the straits connecting the Sea of Okhotsk and lagoons View (1019KB) Indexing metadata
2. Fig. 2. Deformation areas of the northern and southern shores of the straits connecting the Sea of Okhotsk and lagoons (1927, 1952–2012): (a) - Piltun, (b) - Chayvo, (c) - Nyivo, (d) - Nabil, (d ) - Lunskaya View (518KB) Indexing metadata
3. Fig. 3. A typical cross-section of the distal end of the growing spit: (a) - GPR profile; (b) - the results of interpretation according to manual drilling data View (1MB) Indexing metadata
4. Fig. 4. Time intervals of coastal sedimentation in the Holocene on the shores of the Far Eastern seas according to 14C [28] View (91KB) Indexing metadata
5. Fig. 5. Fragment of the longitudinal profile of the Nabil braid View (2MB) Indexing metadata

Views

Abstract - 69

PDF (Russian) - 41

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2019 Russian Academy of Sciences