Гидродинамические условия деградации Бакальской косы (Западный Крым)

Б. В. Дивинский✉, Р. Д. Косьян

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Москва, Россия

✉ e-mail: divin@ocean.ru

Аннотация

Цель. Цель работы – исследование морфодинамических особенностей развития Бакальской косы под воздействием морского ветрового волнения и зыби: оценка межгодовых вариаций площадей намывов (размывов) береговой линии Бакальской косы; анализ межгодовой изменчивости параметров ветрового волнения; определение характеристик поверхностного волнения (или сочетаний нескольких), ответственных за процессы эрозии или аккумуляции донного материала в прибрежной зоне.

Методы и результаты. На основе анализа спутниковых снимков за 1984–2016 гг. определены площади намывов или размывов береговой линии Бакальской косы. С использованием спектральной волновой модели получены временны́е ряды основных параметров ветрового волнения и зыби (значительные высоты волн, направления распространения) в прибрежной зоне Бакальской косы за 1984–2016 гг. с дискретностью по времени 1 ч. С помощью дискриминантного анализа определены характеристики поверхностного волнения, ответственные за процессы деформации береговой линии.

Выводы. Анализ спутниковых снимков косы позволил выделить три периода в истории развития Бакальской косы: 1985–1997, 1998–2007 и 2007–2016 гг. Первый период – промежуток относительной стабильности. В 1998 г. произошел сильнейший размыв, после чего в течение 10 лет чередовались случаи намыва и размыва со слабой тенденцией к общему размыву. В 2007 г. наступил третий период, который можно определить как период деградации косы, сопровождающийся безвозвратной потерей пляжевого материала. В качестве основных параметров, определяющих гидродинамику акватории Бакальской косы, выбраны: суммарная продолжительность штормов; средние и максимальные значительные высоты ветровых волн и зыби. Статистические характеристики параметров ветрового волнения испытывают довольно сильную межгодовую изменчивость. Cогласно средним и максимальным показателям, наиболее развито ветровое волнение с направлениями, близкими к нормали к береговой линии (ЗЮЗ и ЗСЗ). Применение дискриминантного анализа позволило с высокой статистической достоверностью заключить, что направление итогового (среднегодового) волнового воздействия на прибрежную зону, определяющего происходящие в ней процессы (эрозию или аккумуляцию песка), задается волнением ССЗ направлений, причем вклад зыби является преобладающим. Степень воздействия определяется сильными штормами с направлениями, близкими к нормали к береговой линии, а именно ЗЮЗ.

Ключевые слова

математическое моделирование, MIKE 21 SW, ветровые волны, зыбь, Бакальская коса, морфодинамика

Благодарности

Постановка задачи выполнена в рамках проекта РНФ № 20-17-00060, анализ экспериментальных данных – благодаря финансовой поддержке РФФИ (проекты № 18-05-00333 и 20-05-00009), математическое моделирование и вычислительная часть – при поддержке грантов РФФИ (проекты № 19-05-00041 и 19-45-230002). Анализ результатов выполнен в рамках программы № 0149-2019-0014 и проекта РФФИ № 18-05-80035.

Для цитирования

Дивинский Б. В., Косьян Р. Д. Гидродинамические условия деградации Бакальской косы (Западный Крым) // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 3. С. 288–304. EDN FEBQWQ. doi:10.22449/0233-7584-2021-3-288-304

Divinsky, B.V. and Kosyan, R.D., 2021. Hydrodynamic Сonditions of the Bakalskaya Spit Degradation (Western Crimea) over the Past 30 Years. Physical Oceanography, 28(3), pp. 266–281. doi:10.22449/1573-160X-2021-3-266–281

DOI

10.22449/0233-7584-2021-3-288-304

Список литературы

  1. Горячкин Ю. Н., Косьян Р. Д. Образование нового острова у берегов Крыма // Океанология. 2020. Т. 60, № 2. С. 323–330. doi:10.31857/S0030157420020033
  2. Современное состояние и эволюция Бакальской косы / В. А. Иванов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2012. Вып. 26, т. 1. С. 8–15.
  3. Харитонова Л. В., Иванча Е. В., Алексеев Д. В. Влияние штормовых нагонов и ветровых волн на морфодинамические процессы в районе Бакальской косы // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 1. С. 79–90. doi:10.22449/0233-7584-2015-1-79-90
  4. Фомин В. В., Алексеев Д. В., Харитонова Л. В. Моделирование морфодинамики Бакальской косы // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2013. Вып. 27. С. 374–380.
  5. Горячкин Ю. Н., Репетин Л. Н. Штормовой ветро-волновой режим у черноморского побережья Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009. Вып. 19. С. 56–69.
  6. Горячкин Ю. Н., Удовик В. Ф., Харитонова Л. В. Оценки параметров потока наносов у западного берега Бакальской косы при прохождении сильных штормов в 2007 году // Морской гидрофизический журнал. 2010. № 5. С. 42–51.
  7. Ветро-волновые условия Азово-Черноморского побережья Украины / В. А. Наумова [и др.] // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2010. Вып. 259. С. 263–283.
  8. Харитонова Л. В., Фомин В. В. Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979–2010 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2012. Вып. 26, т. 1. С. 24–33.
  9. Дивинcкий Б. В. Гидродинамические условия вод в районе Бакальской косы // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. Вып. 4. С. 31–39. doi:10.22449/2413-5577-2018-4-31-39
  10. Divinsky B. V., Kosyan R. D. Influence of the climatic variations in the wind waves parameters on the alongshore sediment transport // Oceanologia. 2020. Vol. 62, iss. 2. P. 190–199. doi:10.1016/j.oceano.2019.11.002
  11. Руднев В. И. Особенности рельефа дна прибрежной зоны Бакальской косы // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. Вып. 4. С. 15–21. doi:10.22449/2413-5577-2018-4-15-21
  12. Руднев В. И., Дивинский Б. В., Косьян Р. Д. Изменения топографии прибрежной зоны Бакальской косы с 2018 по 2019 годы // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. Вып. 1. С. 22–35. doi:10.22449/2413-5577-2020-1-22-35
  13. Divinsky B. V., Kosyan R. D. Spatiotemporal variability of the Black Sea wave climate in the last 37 years // Continental Shelf Research. 2017. Vol. 136. P. 1–19. http://dx.doi.org/10.1016/j.csr.2017.01.008
  14. Divinsky B., Kosyan R. Parameters of wind seas and swell in the Black Sea based on numerical modeling // Oceanologia. 2018. Vol. 60, iss. 3. P. 277–287. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2017.11.006
  15. Клекка У. Р. Дискриминантный анализ // Факторный, дискриминантный и кластерный анализ / Под ред. И. С. Енюкова. М. : Финансы и статистика, 1989. С. 79–138.

Скачать статью в PDF-формате