Динамика береговой зоны:новые технологии измерений транспорта наносов,эрозия берегов.

Для решения поставленных в контракте задач на текущем этапе был проанализирован большой объем научно-технической литературы по проблемам моделирования и прогноза транспорта наносов в береговой зоне моря, развитию и эрозии берегов, технологии натурных и лабораторных измерений динамических процессов, протекающих в береговой зоне. Оценено современное состояние и изученность динамических процессов береговой зоны моря российского сектора Черного и Азовского морей, процессов развития и эрозии берегов. Рассмотрены данные о природных и техногенных процессах, которые оказывают воздействие на морские берега и гидротехнические сооружения и должны учитываться при разработке прогностических моделей. Отмечено, что только проведение экспериментальных исследований позволит совершенствовать прогностические модели потоков наносов. Для решения этой задачи разработана и согласована программа лабораторного эксперимента в большом волновом лотке Ганноверского университета, с целью тестирования имеющихся моделей прогноза транспорта наносов в береговой зоне моря. Составлена программа исследований распределения и флуктуаций концентрации взвеси в зоне разрушения волн, мористее и бережнее ее для случайных волн типичных для Черного и Средиземного морей форм спектров.

АННОТАЦИОННЫЙ ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ ЗА 2006 ГОД ПО ТЕМЕ:

«ДИНАМИКА БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕРЕНИЙ ТРАНСПОРТА НАНОСОВ, ЭРОЗИЯ БЕРЕГОВ»
(промежуточный, 2-го этапа) 2005-РИ-12.0/004/099
Основной целью проекта является создание новых представлений о движении наносов и развитии берегов на основе знаний о динамических процессах, полученных с помощью новых технологий, и предоставление менеджерам береговой зоны, инженерам и ученым достоверных способов прогноза последствий взаимодействия природы и человеческой деятельности в прибрежной зоне.
В соответствии с ТЗ Госконтракта работы этого этапа включали:
- натурные исследования состояния берегов Греции и анализ хода эрозионных процессов на них с целью сопоставления с береговыми процессами на южных морях России;
- продвижение в понимании механизмов формирования поля взвеси нерегулярными волнами и понимании роли инфрагравитационных волн в формировании потока наносов.
- развитие представлений о взаимосвязанных изменениях структуры взвесенесущего потока и микрорельефа дна, формируемого потоками разного генезиса
По всем направлениям исследований получены вполне удовлетворительные результаты.
На втором этапе, в течение января – сентября 2006 года:
Установлено, что строение многих участков берегов Греции сходно с таковым ряда участков черноморского побережья России там, где клифы состоят из мягких пород, т.е. сланцы и флиши, эрозия протекает также быстро, как и на российских берегах Черного моря. Выполненное более детальное обследование острова Родос позволило выделить на его побережье ряд литодинамических систем и дать их краткое описание.
Выполнены уникальные лабораторные эксперименты в современном волновом канале и получение не имеющих отечественных аналогов результатов моделирования распределения и флуктуации концентрации песчаных наносов, взвешенных волнами с выраженной групповой структурой над плоским дном. Выполненный анализ показал, что изменчивость вертикального распределение концентрации взвеси вблизи дна в значительной степени формируется индивидуальными волнами, скорость воды под гребнями которых достаточно велика. Определяющими факторами в этом случае являются гидродинамические процессы на частотах групп волн и характеристики групповой структуры волнения. Убедительно показано, что процессы формирования, кинематическая структура потока, рельеф дна и поля взвеси взаимосвязаны и взаимозависимы, и именно с этой позиции мы должны подходить к их исследованию.

Полученные результаты проекта будут способствовать оптимизации управления береговой зоной и внесут вклад в реализацию концепции устойчивого развития прибрежной зоны.

Руководитель НИР
д-р географических наук, профессор Р.Д.Косьян

АННОТАЦИОННЫЙ ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ ЗА 2006 ГОД ПО ТЕМЕ:

«ДИНАМИКА БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕРЕНИЙ ТРАНСПОРТА НАНОСОВ, ЭРОЗИЯ БЕРЕГОВ»
(третьего этапа) 2005-РИ-12.0/004/099

В соответствии с ТЗ Госконтракта работы этого этапа включали:
- анализ результатов натурных исследований состояния берегов Греции и хода эрозионных процессов на них с целью сопоставления с береговыми процессами на южных морях России;
- обработку и анализ данных лабораторного эксперимента в Большом волновом канале Береговой исследовательской станции Университета Ганновера и Технического университета Брауншвейга;
- моделирование распределения и флуктуации концентрации песчаных наносов, взвешенных волнами с выраженной групповой структурой над плоским дном.
По всем направлениям исследований получены вполне удовлетворительные результаты.
Береговая линия Греческого полуострова и островов, входящих в состав Греции, по сравнению с площадью территории весьма значительна. Она представлена множеством форм рельефа, таких как скалистые берега, клифы, пляжи и дельтовые побережья. Строение многих участков сходно с таковым ряда участков черноморского побережья России и Грузии. До 75-80% береговой линии Греции, составляют клифы и скалистые берега, которые относительно устойчивы к процессам береговой эрозии. Но там, где клифы состоят из более мягких пород, т.е. сланцы и флиши, эрозия протекает также быстро, как и на российских берегах Черного моря. Выполненное более детальное обследование острова Родос позволило выделить на его побережье ряд литодинамических систем и дать их краткое описание.
Поскольку для существенного прогресса в изучении развития береговой зоны и ее защиты необходимы надежные количественные методы прогноза, базирующиеся на современных моделях движения наносов, в рамах проекта осуществлено физическое и математическое моделирование процессов перемещения наносов волновым потоком. Эта часть работы выполнялась в лучшем в Европе волновом канале. Сформирован солидный банк уникальных экспериментов. Математическое моделирование распределения и флуктуации концентрации наносов, взвешенных штормовым волнением, проведено на базе современных теоретических разработок и с использованием результатов лабораторного эксперимента «SISTEX’99», выполненного ранее в том же канале.
Для решения поставленных задач использовались многочисленные публикации, отчеты по научно-исследовательским работам и экспедиционным обследованиям берегов, фондовые материалы Института океанологии и других организаций по исследуемой тематике, а также итоги собственных натурных и лабораторных исследований.
Результаты проекта будут способствовать оптимизации управления береговой зоной и внесут вклад в реализацию концепции устойчивого развития прибрежной зоны.


Руководитель НИР
д-р географических наук, профессор Р.Д.Косьян