МОРФОЛОГИЯ И ДИНАМИКА П-ОВА КАРГА (ПОСОЛЬСКИХ КОС)

Зал. Посольский сор - это лагуна затопления, отделенная от Байкала Посольскими косами - Северной и Южной. Динамика Посольских кос установлена на основании сопоставления картографических материалов разных лет и повторных аэрофотосъемок.

Наиболее ранней и пригодной по точности для наших работ была "Карта Байкальского озера", составленная в 1806 г. с использованием материалов съемок предыдущих лет. При этом повышению точности карт способствовали измерения расстояний межевым шнуром, предпринятые для определения почтовых сборов, прокладывания прибрежных дорог и других целей [Риттер,1879].

Следующим использованным источником была карта Посольской карги из "Атласа озера Байкал" [1908] под редакцией Ф. К. Дриженко. Материалы аэрофотосъемок наиболее объективно и максимально подробно отображают состояние Посольских кос на момент аэрофотосъемки. Нами использовались материалы аэрофотосъемок, выполненных ГУГК в 1950 г. и Лимнологическим институтом CО АН СССР в 1961 г., а также материалы периодических аэрофотосъемок Института земной коры СО АН СССР с 1969 по 1988 г.

Из результатов сопоставления материалов, характеризующих динамику кос Посольского сора (рис. 10), следует, что прорва, образованная дистальными концами кос, непрерывно смещается в результате роста развивающейся Южной косы в направлении движения потока наносов. Средние скорости перемещения даны в табл. 1.

Как видим, перемещение прорвы вследствие удлинения дистального конца Южной косы по указанным периодам примерно равномерное и совпадает со средней скоростью его, вычисленной за 150 лет, что составляет ~14 м/год, за исключением периода с 1950 по 1961 г., когда перемещение достигло ~30 м/г. В это время подъем уровня озера был резким, это вызвало активизацию размыва берегов на Байкале и косы, что, в свою очередь, способствовало включению дополнительного питания во вдольбереговой поток наносов. Такие периоды увеличенных скоростей перемещения прорвы (и дистальных концов кос), связанных с повышениями уровня, были и раньше, что указывает на связь формирования кос с уровенным режимом озера.

Используя данные Г. А. Казенкиной и Н. П. Ладохина [1964] о размерах сора и расходах воды, впадающей в него, можно произвести расчеты, из которых следует, что существование прорвы естественно и необходимо, поскольку уровень воды в соре не повышается непрерывно. Поэтому имеет место постоянное течение воды из сора в Байкал, которое ослабевает в периоды нагонных явлений во время штормов. В это время усиливается течение из Байкала в сор, которое узкой полосой (шириной 20-30 м) огибает дистальный конец Южной косы, определяя ее развитие, в полосе этого течения и находится наибольшая глубина прорвы. Это течение значительно ослабляет поток наносов вдоль косы, расчленяя его. Часть наносов уносит течение через прорву в область больших глубин, другая расходуется на формирование подводных валов, остаток идет на образование дистального конца косы; последний принимает сначала крючкообразную, а потом каплевидную форму, увеличиваясь по площади по мере того, как уровень перестает резко повышаться. И только незначительная часть песчаных наносов, наиболее мелких, огибает прорву и участвует в формировании Северной косы (табл. 2).

Дистальный конец Северной косы, лишенный значительной части постоянного притока наносов, при повышении уровня разрушается. Рассматривая схему образования дистального конца удлиняющейся косы, следует обратить внимание на то, что все ее тело состоит из ритмично повторяющихся широких, выступающих в сторону сора, и узких удлиненных участков. При этом расстояния между широкими выступами примерно одинаковы. Учитывая цикличность колебаний уровня Байкала [Афанасьев, 1967] и пример образования последнего дистального конца косы, мы установили [Рогозин, 1978б], что эти выступы есть ранние остальные концы косы и маркируют промежуточные положения ее оголовка в периоды квазистабилизации развития, обусловленные ритмичностью движения наносов и их поступления к участкам аккумуляции, отмеченные Е. К. Гречищевым и соавторами [1968].

Явление ритмических выступов на косах азовского типа описано В. П. Зенкевичем [1962], но там указана иная причина их образования. Если проэкстраполировать время начала образования косы по средней скорости ее роста, то мы получим, что она с возникла примерно 500-600 лет назад. Но образование косы могло начаться только после опускания участка суши, занимаемого сейчас сором. Последнее, по-видимому, было вызвано катастрофическим землетрясением, в результате которого опустилась часть кударинской террасы, возраст которой менее 2000 лет [Солоненко, Тресков, I960]. Существует гипотеза, что лагуна Посольский сор термокарстового генезиса [Рогозин. Сизиков, 1988].

Заметим, что старые тунгусы (со слов В. И. Галкина) еще помнят рассказы предков о том, что в соре нельзя было ловить рыбу сетями из-за множества затопленных в нем деревьев, вершины которых торчали из воды. После опускания требовалось много времени на образование первоначальной пересыпи, находившейся значительно мористее, и ее перемещение до современного положения. Это подтверждается и данными, полученными при проходке в 1968 г. скважины, заложенной на расстоянии около 150 м от внешнего края косы [Казенкина, Ладохин, 1964].

История развития берегов Посольского сора. Исходя из закономерностей, выведенных на основе исследования морфологии и динамики берегов Посольского сора и используя принцип актуализма, историю их развития представим в таком виде.

500-600 лет назад образовался залив Посольский сор [Рогозин, 19746]. На пути перемещения вдольберегового потока наносов возник резкий изгиб контура берега внутрь суши. Создались условия для рефракции волн, приведшие к растяжению их фронта, к потере волновой энергии и падению емкости потока наносов, что вызвало их аккумуляцию. Создались начальные условия для формирования косы.

После образования крутого изгиба контура берега внутрь суши здесь еще не было широкого мелководья и крутые волны стали формировать затопленную косу, ось которой продолжала направление береговой линии, не подвергшейся опусканию, расположенной до изгиба по ходу вдольберегового потока наносов.

По мере роста береговой отмели и в связи с циклическими колебаниями уровня подводный режим аккумуляции сменяется переходным, а затем и надводным. В это время формируются циклические уширения, бывшие дистальные концы развивающейся косы.

Каждый раз (цикл) узкие удлиненные части косы начинают формироваться при повышении уровня в подводном режиме. Затем в условиях колебаний уровня происходит смена режимов формирования косы. Так, к 1961 г. сформировалось узкое удлинение с завернутым дистальным концом. После этого в надводном режиме формируется каплевидный дистальный конец. При последующих повышениях уровня начинает формироваться очередное цикличное узкое удлинение в подводном режиме, что хорошо дешифрируется на аэроснимках.

Примерно через 100 лет мы могли бы наблюдать следующую картину (рис. 11). Из материала издревле существовавшего здесь вдольберегового потока наносов, прерывистого из-за наличия течения из сора, формируются первоначальная коса, наволоки и подводные отмели. В отчлененном водоеме - сора - образуются местные вдольбереговые потоки наносов, берега сора активно абрадируются. Устья рек, впадающих в сор, имеют вид эстуариев. Малый сор еще не отчленился, потоки наносов свободно огибают ярок.

Заметим, что только что описанная схема, как и все последующие, составлена на время, которое наступит примерно через 100 лет. При этом мы допускаем, что гидродинамические условия на прилегающих к copy участках, определяемые энергетическим потенциалом лимноклимата озера, после образования залива практически не изменились [Ладейщиков, 1975]. В настоящее время основной поток наносов формируется волнением северо- и юго-западных румбов и в значительно меньшей степени – северо-восточных. Кроме того, все схемы согласованы с данными подводного бурения Г. Д. Казенкиной и Н. П. Ладохина [1964], из анализа которых следует, что в месте буровои скважины озерный и лагунный режимы чередовались.

Итак, примерно еще через 100-200 лет будет продолжать формироваться Южная коса (см. рис. 11, б). При этом тело косы сместится внутрь лагуны, а на местах дистальных концов первоначальной косы образуются выступы. Между ярками, активно абрадируемыми, образуется пересыпь, а серии валов, формировавшихся в условиях свободной акватории, так как концы их прямые, вытянутые в направлении ранее существовавшего здесь потока наносов, отделят Малый сор, который близок к отчленению его и со стороны Байкала косами, формирующимися навстречу друг другу. Эстуарии постепенно заполнятся речными наносами. Так же, как и в долине р. Бол. Речка, здесь это будет сопровождаться заболачиванием [Савич, 1967].

Далее указанные процессы будут продолжаться (см. рис. 11, б). Растущие навстречу друг другу косы почти отчленят соры от Байкала. Ширина перемычки, отделяющей Малый сор, возрастет вследствие увеличения количества слагающих ее береговых валов. Повсеместно выработаются пляжи. В устьях рек сформируются подводные дельты.

Еще позже в соответствии с предложенной выше схемой произойдет переформирование теперь уже сложной Южной косы, т. е. ее удлинение, сопровождающееся появлением новых выступов (бывших дистальных концов) на ее лагунном берегу, и смещение ее в сторону сора. Клифы активны только в периоды стояния высоких уровней. В отдельных местах они становятся отмершими. Площади ярков сокращаются вследствие их размыва. В устьях рек сформировались блокированные дельты. Сложная Южная коса в процессе формирования будет еще удлиняться, и смещаться внутрь лагуны по схеме, предложенной Д. В. Джонсоном [Щукин, 1974]. В результате этого увеличится количество ритмичных выступов.

Северная коса будет отступать по мере удлинения сложной Южной косы. Если раньше эта коса и могла активно развиваться как встречная под действием северо-восточного волнения малой обеспеченности, то только за счет материала размыва ярков - остатков кударинской террасы, питавшего вдольбереговой поток наносов этого направления. К этому времени материал абразии ярков будет почти исчерпан, т. е. они размыты, и Северная коса станет отмирающей аккумулятивной формой.

Схема, представленная на рис. 11, г, отображает современное состояние морфологии и динамики берегов зал. Посольский сор. Сложная Южная и Северная косы значительно переформировались. Обе они переместились дальше в сторону сора. Ширина прорвы намного увеличилась, несмотря на удлинение сложной Южной косы, что является результатом размыва отмирающей Северной косы. Произошли и другие изменения, обусловленные очередным циклом стояния высоких исторических уровней [Афанасьев, 1975а; Галазий, 1967; Рогозин, 19746], в частности происходило затопление кос, сопровождавшееся их размывом. Площади кос сократились более чем втрое.

Переформирование Посольских кос в связи с подъемом уровня Байкала. Очевидно, что в прошлом, как и сейчас, при образовании косы уровенный режим и волновые процессы играли основную роль, но эти факторы при постоянном уровне не приводят к разрушению косы. С резким повышением уровня (1959-1964 гг.) происходило затопление косы, сопровождавшееся размывом, что приводило к отступанию ее внешнего края и одновременно к довольно быстрому удлинению, формированию нового дистального конца. В самых низких и узких частях косы в результате подтопления и перехлестывания волн образовывались новые прорвы. Уже на второй год после подъема уровня (1961 г.) образовалась новая прорва в Северной косе шириной ~7 м.

В дальнейшем один берег этой прорвы размывался и отступал, на другом образовалась коса, которая по мере расширения прорвы превратилась в пересыпь, затапливаемую во время волновых нагонов. При последующем повышении уровня пересыпь была разрушена, возникла прорва шириной ~260 и глубиной 2 м. Часть косы, ограниченная, с одной стороны, этой новой прорвой, а с другой - старой, превратилась в остров, получивший под действием волнения дугообразную форму в плане. К 1969 г. аналогичные явления произошли по всей косе, превратив ее в цепь островов, разделенных новыми прорвами в количестве восьми, не считая старой шириной от 6 до 350 м с глубинами от 1 до 2 м. Ширина большой (старой) прорвы увеличилась до 750 м, глубина ее более 3 м.

Повышение уровня приводило не только к расчленению кос, но и к отступанию внешнего края и, следовательно, к сокращению площади (табл. 3). Повышение уровня активизировало размыв берегов повсеместно [Кулиш, 1964], что способствовало поступлению дополнительного питания во вдольбереговой поток наносов, поэтому размыв сопровождался не только ростом Южной косы, но и заполнением новых прорв. После первой прорвы заполняются ж остальные. К августу 1971 г. остается только одна незаполненная прорва на Северной косе. Она самая первая по времени образования, и к июлю 1972 г. она также заполнилась. К осени в местах бывших прорв (это, естественно, самые низкие участки косы) наблюдается перехлестывание волноприбойного потока во время штормов, т. е. прорвы снова функционируют. Этот процесс заполнения и осушки прорв или возобновления их действия при колебаниях уровня продолжается. В районе Посольских кос существуют два подводных вала: первый (прибрежный) в 50 м от внешнего края и второй - в 145 м. Ширяна их 35 и 50 м соответственно. В районе старой прорвы насчитывается до четырех подводных валов, расстояние между ними составляет 70-80 м. При этом ближние к берегу валы прерываются в месте наибольшего течения из сора. Уклоны дна в зоне подводных валов находятся в тех же пределах, что и на море [Егоров, 1959]. Отношение глубин над валами и над ложбинами не 0,6 м, как у Е. Н. Егорова [1959], а 0,8 и 0,7 м над первым ж вторым валами соответственно.

Следует отметить, что подводные валы являются индикаторами вдольберегового потока наносов [Егоров, 1959; Болдырев, 1966], из материала которого в свое время сформировались косы, а в настоящее время и в дальнейшем он будет определять их морфодинамику. Уже в 1988 г. ощущался значительный дефицит нагрузки потока наносов, обусловленный прекращением абразии на участках, защищенных берегоукрепительными сооружениями. Площадь кос продолжает резко сокращаться (см. табл. 3), что может привести к их отмиранию, если не проводить инженерных берегозащитных мероприятий. Наиболее эффективны и экономичны, по нашему мнению, мероприятия, предложенные Институтом гидромеханики РАН [Сокольников, 1976].