Мониторинг переноса придонного потока осадков в прибрежно-морской зоне шельфа для выявления основных параметров моделей состояния экосистем

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью моделирования возможных сценариев развития природных процессов и связанной с ними геоэкологической обстановки в связи с активизацией освоения шельфа. Цель работы: выявление интегральных связей эндогенного и экзогенного факторов, определение индикаторов направленности процессов при транспортировке придонного слоя наносов, характеризующих состояние структурного блока и обстановки осадконакопления, для включения их в модели геоэкологического состояния экосистем. Методы исследования: отбор проб осадков выполнен с помощью донной станции пробоотбора, представляющей собой сварную конструкцию со съемными пробоотборниками - трубками диаметром 100 мм и высотой 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50 и 100 см; привязка на местности производилась с помощью компактного портативного устройства Garmin eTrex Legend HCx; запись в каталог координат снятых точек осуществлялась в географических координатах с возможностью вывода на печать; подводное фотографирование, видеосъемка и аэрофотосъемка проводились с помощью специального фотоаппарата Nikon Coolpix; батиметрический промер акватории производился двухчастотным съемочным эхолотом Echotrack DF3200-MK III; гранулометрический состав отобранных проб был определен лазерным анализатором размеров частиц SALD 2300 Shimadzu; аэрофотосъемка выполнялась на каждом этапе в количестве 10 маршрутов с использованием параплана; обследования дна в точках пробоотбора и отбор образцов донной станции производен водолазами; выполнен анализ данных спутниковых съемок с аппаратов TERRА и Landsat. Результаты. По данным экспериментальных исследований, произведенных в период с 2012 по 2014 г. на юго-восточном шельфе острова Сахалин, выполнена оценка геоэкологических процессов в прибрежно-морской части шельфа. Экспериментальные исследования и обработка полученных данных были направлены на изучение поведения частиц осадочного материала в придонном потоке. Выявлены интегральные связи эндогенного и экзогенного факторов. Определены поведенческие индикаторы, характеризующие состояние структурных блоков и обстановку осадконакопления. Выводы. В придонном потоке наносов экзогенный фактор в условиях, созданных его переменными (течениями и ветром), привносит на исследуемый участок осадочный материал, который распределяется по объему и размерам на различных уровнях придонного потока. Эндогенный фактор формирует береговой и донный рельеф, переходную зону от пляжа к локальной возвышенности - бара, - в пределах которой идет перенос и аккумуляция осадочного материала и формирование мезорельефа.

The relevance of the work is determined by the need to simulate possible scenarios of development of natural processes and the associated environment, in the conditions of active development of the shelf. The main aim of the paper: identify the integral relationships of endogenous and exogenous factors of sedimentation, determining the indicators of the direction of the processes during transport of the near-bottom flow of sediment characterizing the structural tectonic block and the environment in place of sedimentation for inclusion in the model of geo-ecological conditions of ecosystems. Research methods: sampling of sediments was made using bottom sampling-stations, representing a welded construction with removable sediment samplers - tubes with diameter of 100 mm and height of 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50 and 100 cm; binding on the ground was made by a compact handheld Garmin eTrex Legend HCx; entry in the catalogue of coordinates of observation points was carried out in geographic coordinates with the possibility to print; underwater photography, videography and aerial photography were carried out using a special camera Nikon Coolpix; bathymetric research on the area was conducted by means of dual frequency sounder DF3200 Echotrack MK III; granulometric composition of the samples was defined by laser particle size analyzer Shimadzu SALD 2300; aerial photography was carried out at each stage in the quantity of 10 routes with the use of the paraglider; underwater surveys of the seabed on stations of sampling were made by divers; used data of satellite shooting from vehicles TERRА and Landsat. Results. Estimates of the research of geo-ecological processes in coastal parts of the shelf according to experimental studies were conducted in 2012-2014 in the South-Eastern shelf of Sakhalin island. Observing the behavior of particles of sedimentary material in the bottom stream. Integral connection of endogenous and exogenous factors was revealed. Behavioral indicators characterizing the state of structural blocks and the environment of sedimentation were also defined. Conclusions. In the bottom sediments, an exogenous factor in the conditions created by its variables - currents and wind - brings on the studied area the sedimentary material which is distributed over the volume and dimensions at different levels of near-bottom flow. Endogenous factor forms the coastal and bottom topography, transition zone from the beach to a local hill - bar, - within which the sediment is transported and accumulated and mesorelief is formed.