3.4. Характеристика береговой линии озер на стадии устойчивой береговой линии
Для аккумулятивных береговых отмелей характерны песчано-гравелистые береговые валы. Они образуются на некотором расстоянии от уреза воды вблизи тылового шва пляжа. Материал, слагающий береговые валы, приносится во время штормов и накапливается в виде асимметричной формы вала шириной в несколько метров у основания и до 2,0 м высотой. Такие образования на берегу озера Нарочь сложены песком, галькой и обломками раковин и образуют на отдельных участках две параллельные полосы. Вдоль берегов озер Снуды и Волос береговые валы образуют одну, а иногда и три полосы.
Большинство береговых отмелей озер Белорусского Поозерья относится к третьему типу — нейтральных, характеризующихся состоянием равновесия аккумуляции и абразии. В их формировании большую роль играет полоса прибрежных макрофитов, служащая мощным фактором защиты от разрушения и контролирующая распределение аккумулятивных отложений.
Выделяется еще один тип береговых отмелей, сложенных породами органического происхождения. Это сплавинные и торфяные берега. Первые особенно широко распространены в Полесье и свойственны озерам-разливам (Выгонощанское Черное, Червоное, Олтушское). Торфяные берега типичны для озер, расположенных среди верховых и переходных болот. Это высокие обрывистые берега, слабо закрепленные растительностью (Ельня, Межужол, Стержень).
Подводная аккумулятивная терраса обычно отождествляется с понятием литорали. Она формируется в результате размыва склонов (певоначального профиля) – абразионная часть, и накопления продуктов разрушения на границе затухания прибойной волны (аккумулятивная часть), ее генезиса и типа берега. Ширина литорали различна и зависит от морфометрических характеристик котловин. Это же касается строения (крутизны и глубины распространения) склона подводной террасы (сублиторали). Обычно округлые котловины с плоскими склонами имеют более широкую литораль и пологую сублитораль. На участках абразионных берегов ширина литорали определяется стадией развития берега. Максимальная ширина литорали устанавливается на равновесной береговой линии.
Условно глубина литорали не превышает 2 м (на свале глубин). В озере Нарочь, например, площадь с глубинами до 2 м составляет 14,8 % площади озера, в озере Дривяты она равна 15,3 %, в Снуды 14,4 %. В небольших, но глубоких озерах площадь литоральной зоны узкая, а склон сублиторали круче. В озере Долгом глубины до 2 м составляют лишь 4,2 % площади озера, в озере Рудакове — 5,6 %. Угол наклона подводной осыпи в этих случаях достигает 20—25°, при этом интенсивность нарастания глубин превышает 10 м на каждые 20— 25 м по горизонтальной плоскости. Морфологические особенности котловины озера Нарочь дают основание считать литоралью часть ложа с глубинами до 5 м.
Строение прибрежной зоны и ее элементов, особенно подводных, имеет существенное значение для развития живых организмов. Именно в мелководной, наиболее освещенной и прогретой литорали создаются благоприятные условия для жизнедеятельности планктонных и бентальных (донных) организмов, а также высших водных растений, формируются нерестилищные и кормовые угодья.
Определенная закономерность обнаруживается и в строении глубоководной части озера — профундали. При всем разнообразии намечается несколько основных типов. К первому относятся плоские, однообразные профундали с незначительными колебаниями глубин. Распространение получили корытообразные профундали, характерные для котловин ложбинного типа. В этом случае само ложе осложняться эворзионными котлами и поднятиями типа ригелей, следующих друг за другом по длинной оси озера (рис. 3.3 ). В принципе характер профундали определяется стадии развития озерной котловины. При заполнении котловины донными отложениями она выполаживается, профундаль постепенно сливается с литралью, котловина принимает плоскую блюдцеобразную форму, а ее основные морфологические части становятся неразличымыми.
Рис. 3.3. Продольный профиль озерной котловины озера Долгое
Третий тип объединяет сложные профундали. Для них характерно сочетание поднятий и углублений без определенной закономерности. Углубления имеют характер эворзионных котлов, ложбинообразных понижений, вдоль которых нередко прослеживаются гряды в виде системы вытянутых друг за другом мелей и островов. Таково строение профундалей озер Северной Беларуси: Нарочь, Мястро, Мядель, Струсто, Снуды, Отолово и др. Границы морфологических элементов в котловинах этого типа выражены четко. Отличительные особенности имеют профундали карстовых котловин, распространенных в Полесье. Вся котловина воронкообразной формы, а профундаль подобна усеченному опрокинутому конусу с плоской вершиной и крутыми склонами (оз. Вулька, Сомино, Белое, Черное).
В подводной части озерной котловины наибольшей мобильностью отличается мелководная зона. В ней идет активное перемещение вещества и распределение рыхлых отложений по законам гравитации. Примесь химических и органических компонентов обычно невысокая. О скорости формирования литорали и сублиторали можно судить на основании конкретных примеров озер с искусственно измененными уровнями. В Браславских озерах, где в 1930 г. уровень был спущен на 3 м, уже в середине 50-х годов сформировались аккумулятивные подводные террасы с типичными для них песчаными отложениями. В озерах группы Обстерно в результате подъема уровня на 1 м началась переработка берегов, и уже через 4 года в прибрежной зоне можно было различить свежую литораль.
Аналогом озер с искусственно нарушенным уровнем могут служить водохранилища. По данным В. М. Широкова (1975 г.), период формирования береговой отмели малых водохранилищ составляет менее 10 лет.
Профундальная зона озерной котловины служит в основном областью седиментации наиболее тонких частиц минерального, органического и химического происхождения. Этот процесс может продолжаться в течение всей жизни озера, изменяясь только по составу слагающих компонентов и представляет собой единую систему. Наиболее изученным является в этом отношении профундаль озера Нарочь (рис. 3.4.).
Рис. 3.4. Схема глубоководных (сублиторальных) ложбин оттока оз.Нарочь. Условные обозначения:1 - глубоководные ложбины оттока, 2- преобладающие направления течений и переноса материала в глубоководной части ложа, 3- глубоководные котловины профундали.
По истечении первых двух стадий развития берегов береговая линия в целом переходит в равновесное состояние в плане и по конкретным створам, направленным перпендикулярно линии уреза. На первой стадии развития берегов происходит окончательная отработка отмели и создаются сложные динамические береговые системы с зонами питания, транспорта и аккумуляции наносов. Наиболее общим условием динамического равновесия береговой линии является постоянство вдольберегового потока энергии (эτ) по длине берега (ι) или расхода наносов (qH) вдоль нее:
,
Первым признаком завершения процесса отработки отмелей является выработка профиля надводной и подводной частей с устойчивыми уклонами и параметрами. Абразионное выравнивание переходит в аккумулятивное выравнивание береговой линии.
Развитие надводной и подводной частей профиля абразионного берега происходит сопряженно. Изменение ширины отмели (В) находится в зависимости от линейной переработки берега (S). При этом изменение в интенсивности переработки сказывается на росте размеров отмели.
Вместе с увеличением ширины отмели происходит уменьшение ее уклонов. Отмель становится более пологой. На конечной стадии развития процесс стабилизируется, а уклоны отмелей изменяются в пределах 0,03-0,06.
Подтверждением процесса отработки отмелей является установление профиля с относительно устойчивыми глубинами на свале их аккумулятивной подводной части. Стабильная глубина на свале глубин свидетельствует об выполаживании отмели и дальнейшем формировании ее микрорельефа.
Ввиду наличия переменных направлений волнения на отмелях с шириной более 15 м выделяются повышения и понижения, увеличивающиеся с нарастанием фронтальной длины разгона волн. На глубине 0,5-1,5 м формируются ложбины и подводные валы с относительными отметками 10-30 см. Аналогичные образования являются критерием устойчивого равновесного берега малых водоемов.Это положение подтверждают и лабораторные исследования (Zhang P. Sunamura T.,1993; Sunamura T.,1994; Zhang P.,1994). При значительной длине разгона волн до 8-10 км и ширине прибрежных отмелей 50-800 м, как это отмечается на озере Нарочь и на других озерах, частота образования подводных валов колеблется от 3 до 6 единиц на 100 м ширины отмели. При этом понижения на их гребне образуют четкую систему ложбин оттока. При дешифрировании аэрофотоснимков выявлена расходящаяся система их ориентации, характерная для абразионных берегов, что свидетельствует об отрицательном балансе вдольбереговых потоков наносов. Сходящаяся система характерна для аккумулятивных участков (рис.3.5.).
Рис. 3.5. Хпарактерные типы систем ложбин оттока на разных участках берегов оз. нарочь
Таблица 3.3.