ФОРМЫ РЕЛЬЕФА БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО БАЙКАЛА

Исследуемая зона непосредственно примыкает к БАМу и представляет собой арену интенсивной хозяйственной деятельности. Это одно из основных мест нереста и нагула молоди омуля л других промысловых рыб Байкала. В ближайшем будущем этот район будет иметь важное рекреационное значение. Поэтому исследования береговой зоны здесь приобретают особое значение, так как без них невозможно освоение берегов с условием Минимального нарушения их естественной динамики и сохранения экологического равновесия в побережной и прибрежной зонах северной части озера- все это составная часть природоохранных мероприятий на Байкале.

Береговая зона Северного Байкала протяженностью ~25 км представлена различными аккумулятивными береговыми формами рельефа, отличающимися морфологией, современной динамикой и историей развития. По сложности строения, особенностям динамики и истории развития исследуемую береговую зону можно подразделить натри участка. Это устьевые участки дельт рек Верх. Ангара и Кичера и основная форма, представляющая собой собственно берег Северного Байкала - береговой бар Остров Ярки, отчленяющий от Байкала лагуну Ангарский сор, ограниченную на севере краем лопастной с элементами пальцевидной дельты (рис. 15) рек Верх. Ангара и Кичера. Бар, по С. С. Байдину [1971], по-видимому, правильнее считать морским устьевым баром.

Упомянутый бар - наиболее динамичная и сложная в отношении истории формирования и развития песчаная аккумулятивная форма берегового рельефа. Ее происхождение и переформирование обусловлены ветровым волнением, а следовательно, и гидро- и литодинамическими процессами, которые здесь очень сложны. Это в основном циклический характер уровенного режима, особенно "вершинные" положения уровня (фазы максимумов) во внутривековых и многовековых циклах (ритмах), когда наблюдается наибольшая активизация абразионно-аккумулятивных процессов [Шнитников, 1957; Афанасьев, 1967, 19756; Галазий, 1967; Рогозин, 1974а].

На подводном береговом склоне постоянно действуют разнонаправленные течения и вдольбереговые потоки наносов, мощность которых зависит от твердого стока рек. Существенная роль в переформировании бара Остров Ярки принадлежит эоловым процессам.

Указанные процессы в историческом развитии береговой зоны Северного Байкала действовали на фоне ее разнозначных смещений, вследствие тектонических, возможно, и гляциоизостатических движений.

Бар Остров Ярки

Бар Остров Ярки имеет форму дуги, слабо вогнутой в сторону лагуны *.

(* Бар одновременно представляет собой крупнейшую на Байкале" береговую дугу, ее прогиб равен 0,05 и близок к величине 0,06, что имеют многие природные аккумулятивные дуги на открытых берегах морей и океанов [Попов, 1965].).

Длина его более 14 км, ширина от 100 м в средней части до 400 м на концевых частях в зависимости от уровня. Узкая часть бара расположена в месте его наибольшей вогнутости в зоне наиболее сильных волновых воздействий. В этом же месте бар двойной, образовавшийся в результате двустороннего питания как с морской, так и с лагунной стороны [Зенкевич, 1957, 1962]. Нечеткие следы двойного бара дешифрируются на снимках в 1-2 км восточнее устья р. Кичера.

По высоте и преобладающей растительности Ярки условно можно подразделить и назвать по частям следующим образом. Концевые уширения самые низкие, в настоящее время лишенные растительности из-за перехлестывания через, них волн при высоких уровнях. Назовем их Дистальными Ярками. На восточной части Дистальных Ярков примерно в 300 м от оконечности бара есть полоса густой травянистой растительности на торфяном слое, обнажившемся при активизации абразии во время стояния высоких уровней. Полоса растительного слоя уменьшается с каждым подъемом уровня вследствие перехлестывания волн через тело бара. Условия для этого становятся все более благоприятными, ибо высота этой части бара уменьшается за счет перемыва песка на лагунную сторону и условия для перехлестывания волн в каждый последующий раз наступают при более низких уровнях. Очертания бара искривляются внутрь лагуны, что происходит и на других низких участках Ярков.

Дистальные Ярки на западной оконечности Ярков простираются от устья р. Кичера примерно** на 1,5-2,0 км к востоку.

(** Здесь и в других местах расстояния приводятся с оговоркой "примерно". Это не результат неточности измерений, а последствия переформирования Ярков, выявляемого при сопоставлении аэроснимков разных лет.).

Здесь так же, как и на восточной оконечности бара, участок многократно перемыт волнами при стоянии высоких уровней. В прошлом здесь также существовала травянистая растительность на слое торфа. В 1974 г. это можно было опознать по отдельным кочкам - остаткам былого растительного покрова. К настоящему времени здесь осталась песчаная полоса без следов какой-либо растительности. При высоком уровне по ней перекатываются волны, постепенно слизывая песчаную поверхность, тем самым уменьшая ее высоту относительно уровня воды. На подводном склоне в приустьевой части сформировалась серия подводных валов, количество которых изменяется в зависимости от уровня. Наибольшее количество валов появляется после стояния низких уровней при последующем их повышении.

Раньше, до 1932 г., Дистальные Ярки были значительно выше, на них и на противоположном берегу р. Кичера стояло большое с. Чичевки, размыв которого начался в 1932 г. при стоянии высоких уровней. На этом участке и несколько восточнее, в 1-2 км (в начале участка Березовых Ярков) после стояния высокого уровня, наблюдаются следы бугров пучения, диаметр которых 1-3 м.

По-видимому, значительно больший сток р. Верх. Ангара по сравнению с р. Кичера производит отепляющее действие, что не позволяет образоваться криогенным формам микрорельефа. Заметим, что и севернее устья р. Верх. Ангара, в районе древних береговых валов криогенные проявления не обнаружены.

Формирование Дистальных Ярков и побережья западнее устья р. Кичера и восточнее устья р. Верх. Ангара происходило вследствие аккумуляции материала разнонаправленных вдольбереговых потоков наносов. Формировались серии береговых валов, отчего береговая линия выдвигалась мористеее до современного положения, аналогично тому, как это представлено у В. П. Зенковича на схеме развития дельты Георгиевского гирла Дунайской дельты или как у Ф. П. Шепарда представлена история формирования приустьевого побережья пр. Сабин [Зенкович, 1962; Шепард, 1975, с. 152].

Восточнее и западнее Дистальных Ярков с обеих оконечностей бара расположены Березовые Ярки. Мы назвали их так потому, что здесь кроме травяной растительности постепенно по направлению к центру Ярков появляется, а затем и доминирует березовая растительность. Это и березовые кустарники, и отдельные деревья, как правило, угнетенные. Высота Березовых Ярков -1-1,5 м на границе с Кедровыми Ярками, до 3 м ближе к середине Ярков. Но здесь встречаются тоже угнетенные деревья или кустарники -лиственницы и значительно реже ели или кедры.

Ярки восточнее устья р. Кичера подвержены особенно активным волновым воздействиям, т. е. при стоянии высоких уровней :заплесковые волны формируют конусы заплеска, выдвинувшиеся в сторону суши Ярка более чем на 50 м. На восточной оконечности Ярка этого не происходило. Во-первых, здесь сформировалось широкое мелководье за счет обильного твердого стока р. Верх. Ангара, которое гасит волновую энергию. Во-вторых, здесь Березовые Ярки выше, но они расположены отрезками, между которыми есть полосы, уже раньше подвергнутые ветровому, а затем и волновому воздействию. При высоком уровне образуются промоины (прорвы), а вследствие перехлестывания волн материал тела бара перемещается (слизывается) внутрь лагуны и очертания части Ярка в этом месте образуют выпуклость в сторону лагуны. С морской стороны волновые процессы выравнивают очертания береговой линии.

Конусы заплеска, образовавшись однажды при стоянии высоких уровней, продолжают свое развитие за счет ветрового переноса песка. Впрочем, и возникновение их было подготовлено эоловыми процессами. На участках Ярков, где растительный покров был беднее или подвержен разрушению в результате деятельности ветра или других, в. том числе и антропогенных, факторов образовалось понижение, впоследствии превратившееся в котловину выдувания (коридор выдувания, по Н. В. Думитрашко [1939]). В процессе выдувания дно котловины (коридора) понизилось до того, что стало доступным для перехлестывающих волн, в результате чего и сформировались конусы заплеска, которые при низких уровнях продолжают свое переформирование вследствие ветровой аккумуляции.

Далее, следуя с запада на восток, расположены Ярки с мысами-языками, образовавшимися с лагунного берега в районе двойного бара (рис. 16). Здесь их высота достигает 10 м над уровнем Байкала. Мысы-языки -это формы, аналогичные конусам заплеска, описанным выше. Здесь по описанной выше схеме определенные участки (коридоры) первоначально образовались в результате эоловых процессов, но по мере понижения стали Доступны перехлестыванию волн. Сейчас они удлиняются, в основном вследствие эолового процесса.

В средней, наиболее узкой части в зоне наибольшего прогиба бара находятся Одиночные Ярки. Их высота более 7 м. (В настоящее время они размыты.) В этих Ярках особенно четко виден гумусированный слой мощностью ~20 см. Он образовался во время выхода подводного вала на сушу. Процесс был медленным и естественно, что на Ярке возникла растительность: сначала травяная, потом значительно позже, и кустарниковая. Гумусированный слой в разных местах имеет разные уклоны по направлению вдоль Ярка, если смотреть на него со стороны моря. При выполнении расчисток выявлено, что падение гумусированного слоя в основном направлено в сторону лагуны. Средняя высота гумусированного слоя над урезом озера 2-3 м, что соответствует высоте самых высоких, ближайших к берегу валов на других аккумулятивных формах и высоте погребенного пляжа и волноприбойных ниш на абразионных берегах Байкала.

На Ярках было сделано несколько расчисток и, руководствуясь работами Л. Н. Ботвинкиной [1962, 1965], В. Д. Зенковичa [1962] и Н. В. Логвиненко [1980], на основании анализа слоистости мы предположили, что Ярки выше гумусированного слоя нарастали в результате эолового процесса (рис. 17). По-видимому, они имеют эолово-прибойное происхождение [Зенкевич, 1962; Ульст, 1959].

Далее на восток от Одиночных Ярков следует понижение, перехлестываемое волнами при высоких уровнях, а за ним начинаются Кедровые Ярки - самая широкая часть Ярков, не подверженная перехлестыванию волн, их ширина примерно 120-150м, в зависимости от положения уровня. Самая большая высота Ярков - более 10 м. Кедровые Ярки подвержены активному развеиванию северными и южными ветрами. Между зарослями кедрового стланика активно развиваются котловины выдувания. На участках, подверженных подтоплению, встречаются глубокие котловины выдувания, которые при стоянии высоких уровней заполнены водой. После понижения уровня котловины осыхают и в них появляется травянистая, а потом и мелкокустарниковая растительности. К настоящему времени Кедровые Ярки - наиболее уцелевшая часть бара.

Динамика Ярков

Динамика Ярков в основном обусловлена гидродинамическими процессами, которые, в свою очередь, зависят от режима колебаний уровня озера [Афанасьев, 19756], осложненного подпором Иркутской ГЭС. При повышении уровня пляжи Ярков затапливаются. Морской берег подвергается интенсивной абразии. Уступ размыва по мере подъема уровня смещается бережнее. Когда он достигает максимальных отметок, абразии подвергается древняя часть бара, т. е. собственно Ярки - отдельные аккумулятивные обрывистые бугры или их группы, давшие название всей аккумулятивной форме.

Наиболее низкие участки между Ярками затапливаются, и если над их гребнями глубина менее 1,5-2 высот волн, то здесь образуется прибойный поток [Леонтьев, Никифоров, 1965; Леонтьев и др., 1975; Морская геоморфология, 1980], который будет как бы слизывать гребень этого участка бара и переносить материал на лагунный берег, где его береговая линия вследствие этого становится выпуклой в сторону лагуны. В некоторых местах появляются прорвы.

В дальнейшем высота бара между Ярками уменьшается и он становится доступным для перехлестывания волн при сезонном повышении уровня или нагоне. Многолетняя кустарниковая и древесная растительность между Ярками исчезает, и только в весенне-летний период до наступления сезона осенних штормов появляется редкая травянистая растительность.

Даже при низких уровнях площадь бара сокращается (табл. 4). Это происходит потому, что с каждым новым подъемом уровня пониженные участки затапливаются при еще более низком по сравнению с предыдущим уровне и обработанные прибойным потоком становятся еще ниже. При этом материал гребня бара размывается ("расплющивается"), а часть его смывается на лагунный подводный склон. Заметим, что при низком уровне площадь убывает медленнее вследствие увеличения ее при осушке расплющенных участков.

И в дальнейшем даже при относительно небольшом повышении уровня эти участки оказываются затопленными. Аналогичное явление уже произошло в устье р. Кичера, где на Ярках и на противоположном берегу еще в 30-х гг. стояло с. Чичевки, а в устье р. Верх. Ангара на острове действовал Дегарский маяк, установленный рядом с большим домом.

То же самое произошло с баром, отчленявшим от Байкала зал. Провал. Во всех этих случаях не было опускания местности, вызванного неотектоническими процессами, как это описано у В. В. Ламакина [1968] и др. Процесс размыва Ярков проходил в условиях циклических колебаний уровня на фоне голоценовой трансгрессии. Быстрый техногенный подъем уровня, вызванный подпором ГЭС, резко активизировал процесс затопления Ярков, который стал началом их деградации.

Поверхность и очертания Ярков осложнены различными микроформами волнового, эолового и криогенного рельефа. На морской стороне Ярков часто возникают пляжевые фестоны даже при весьма умеренном волнении. Частота (расстояние между гребнями) их от 1 до 6 м, преимущественно 4-6 м. Поздней осенью образуются ледяные фестоны. Ледяные формы - наледи или припаи - встречаются и на других берегах [Попов, 1959]. При стоянии высоких уровней, когда реки Верх. Ангара и Кичера выносят большое количество перемытого торфа (результат размыва берегов рек, протекающих в нижнем течении по болоту), ледяные фестоны покрываются торфяным слоем, под которым, как под одеялом, долго сохраняется ледяная основа фестонов.

Иногда во время сильного продолжительного шторма формируются гигантские фестоны (по Ф. В. Шепарду [1976]), частота которых в основном от 30 до 70, иногда до 100 м. Также во время шторма в лагуне заплеска образуются уступы абразии высотой до 0,5 м, эрозионные борозды и их конусы выноса (конусы заплеска), сформированные нагонными и заплесковыми волнами. В приурезовой части развиваются разнонаправленные косы протяженностью от 12 до 60 м, сформируются островные бары шириной 1/1,5 м и длиной от десятков до сотен метров. После шторма все эти формы разрушаются или заносятся песком. Бережнее наблюдаются осушенные конусы заплеска [Шепард, 1976], сформированные при высоком уровне. Сейчас их активно переформировывает ветер.

Частота гигантских фестонов в нашем случае от 30 до 100 м, у Ф. П. Шепарда [1976] же она составляет от десятков до сотен метров. И образуются они на участке, где на подводном склоне имеются каньоны. Механизм образования фестонов описан очень кратко [Зенкевич,1962; Шепард, 1976] и отличается от того, который предлагаем мы. Натурные наблюдения проводились во время установившегося шторма при ритмичном заплеске, при ветре юго-западного направления (местное название Култук) скоростью до 20 м,/с. Фестоны формировались в средней части Ярка, где рефрагированные на широком мелководье волны подходили к береговой линии параллельно ей.

В береговой зоне Ярков почти ежегодно весной образуется бар шириной 6-8 м при высоте ~0,3 м. Это бывший подводный вал, сформировавшийся осенью при высоком уровне, а весной при понижении уровня вышедший на поверхность. Между валом и берегом Ярков образуется заплесковая лагуна шириной 5-10 м. Вал через каждые 100-300 м прерван желобами стока заплесковых нагонных вод, что хорошо видно на аэроснимках. При выходе на поверхность желоба стока были замыты, но высота бара в этих местах на 5-10 см меньше. Во время штормового Култука в пониженных местах происходит перехлестывание волн, что приводит к перемещению гребня бара в этом месте внутрь лагуны. Бар, первоначально прямолинейный, в результате частичного перемещения и размыва становится фестонообразным. При этом количество изгибов (фестонов) почти в 2 раза больше, чем желобов стока. По-видимому, за время с момента аэросъемки до полевых наблюдений (более 2 мес) здесь произошли изменения. При дальнейшем быстром повышении уровня бар, частично размытый, примыкает к береговой линии Ярков, очертания которой становятся извилистыми (фестонообразными). Создаются условия для формирования гигантских фестонов. Схема формирования и переформирования таких фестонов представлена на рис. 18.

Прибойный поток во время поступательной фазы в изгибах береговой линии внутрь суши заплескивается на нее дальше, чем в других местах. В возвратную фазу поток увлекает за собой пляжевый материал (в данном случае песок). В результате многократного повторения этого явления происходит формирование конусов выноса - будущих гигантских фестонов. По-видимому, случайный характер изгибов береговой линии и расстояний между ними определяет частоту фестонов от 30 до 100 м. Но они следуют группами по несколько меньших, а затем больших фестонов. В нашем случае мы наблюдали гигантские фестоны, кратко описанные Ф. П. Шепардом [1976], размеры которых от десятков до сотен метров.

Описанный выше процесс формирования, вернее, переформирования, фестонов продолжается. В результате на месте мысов оказываются ложбины. Береговая линия как бы перемещается. Аналогичный процесс описан В. П. Зенкевичем [1962] со ссылкой на отечественных [Егоров, 1951, 1953; Болдырев, 1961; Шадрин, 1966] и зарубежных авторов. Но механизм формирования и переформирования фестонов, по нашему мнению, несколько иной, чем полагают указанные выше авторы. По-видимому, это частный случай, отвечающий локальным условиям Байкала.

В стадии установившегося шторма в вогнутостях береговой линии появляются небольшие абразионные уступы высотой до 0,5 м. По мере затухания шторма высота уступа возрастает до 1 м, увеличивается и его длина. После шторма очертания береговой линии несколько выравниваются. Волны зыби или слабое ветровое волнение формируют узкий вдольбереговой бар. Его ширина 1-2 м, высота над уровнем воды 0,1-0,2 м. За баром образуется заплесковая лагуна шириной от 1 до 3 м. При следующем, даже не сильном волнении этот бар размывается. Аналогичное послештормовое кратковременное возникновение нагонного микробара наблюдалось в лагуне Посольский Сор. Мы наблюдали случай, когда конус выноса (заплеска) формировался водами заплесковой лагуны. Новый бар, осложненный конусами заплеска, образовался при более высоком уровне; при нагоне заплесковые воды, постоянно поступающие в лагуну заплеска во время шторма, промывают бар, сформированный при более низком уровне, и образуют желоба стока или промоины в его геле. Судя по размерам и положению конусов заплеска, они формировались не только при разных уровнях, но и при различной силе штормов, где особую роль играли волновые нагоны, которые на Северном Байкале иногда достигают 17 м [Помыткин, 1960; Галазий, 1984], а это совсем немало для песчаных берегов с малым уклоном берегового склона.

Эоловые процессы на Ярках. Эоловые процессы играют зачительную роль в переформировании Ярков. Ветер активно развевает аккумулятивные формы и создает новые, наращивает Ярки и одновременно их развевает. Действие северных и южных ветров неодинаково, ветры северных румбов оказывают на Ярки большее воздействие, чем южные [Шамшева, 1967]. Поэтому и снос песка ветрами северных румбов больше, чем южных. Но этот песок в основном возвращается на Ярки волнением. А тот, что перенесен ветрами южных румбов, не возвращается, из него формируются продольные котлы выдувания или коридоры продува [Думитрашко, 1939], или желоба выдувания (по Д. А. Тимофееву [1980] и мысы-языки. Этот процесс очень медленный, удлинение котлов выдувания в результате эоловых процессов измеряется долями метра в год, в зависимости от наличия растительности. Это явление более эффективно в коридорах (трубах) между Ярками, где скорость ветра, а следовательно, и перенос песка наибольшие, а поэтому и эоловая часть увеличения мысов-конусов также наибольшая.

Бар Ярки первоначально был единой одновысотной формой, впоследствии заселенной кедровым стлаником и другой растительностью. Последнее обусловило его рост и высоту вследствие ветровой аккумуляции. Освоение территории бара людьми нарушило растительный покров, что привело к его развеванию, расчленению бара на отдельные холмы или их группы, т, е. Ярки.

Из эоловых микроформ наиболее распространены фитогенные бугры и холмики-косы разных размеров. После шторма на осушке образуются различные, подчас причудливые дефляционные микроформы.

Наибольшего распространения и развития эоловые процессы достигли на древних береговых валах, расположенных в северо-восточной части описываемого района (рис. 19, 20). Здесь образовались глубокие продольные котловины (коридоры) выдувания. Материал выдувания в виде дюн перемещается к северовостоку и пересыпает межваловые понижения и более низкие валы. Этот процесс в начальной стадии представлен выше при описании ярков с мысами-языками. Аналогичные эоловые формы (котлы выдувания, коридоры продува и др.) широко распространены на берегу Мягкой Карги.

Сопоставляя профили, приведенные на рис. 13 и 19, можно отметить, по нашему мнению, одновозрастные серии древних береговых валов. Высоты их различны, но и "формировались они в разных условиях и особенно в послеволновой период в результате эоловых процессов. На обоих профилях выделяются криолит озона и климатический оптимум.

Криогенные процессы на Ярках. На Ярках развиты сезонные бугры пучения диаметром до 3 м. Они распространены преимущественно на Дистальных Ярках, особенно восточнее устья р. Кичера, т. е. в районах, наиболее часто подверженных подтоплению или затоплению. Иногда после стояния высоких уровней бугры пучения появляются и на других участках, чаще всего в районе Двойного Ярка. К середине июня от большинства из них остаются только следы, а несколько позже и те заносятся песком.

С лагунной стороны Ярков в этом же районе и в районе Кедровых Ярков обнаружены ложбины стока и конусы выноса, выступающие в лагуну не более чем на 3 м. Они образовались Б 1971-1972 гг. после стояния высоких уровней из материала, вынесенного из толщи отложений Ярков вследствие высачивания из нее талых вод, заполнявших в то время котловины выдувания и насыщавших сами Ярки в период их подтопления, Это явление обнаружено нами впервые. Оно наблюдалось на участке Кедровых Ярков, т. е. там, где отмечается наибольшее количество и размеры котлов выдувания, окаймленных с морской стороны штормовым Валом, сформированным ранее при более высоком уровне. Это именно котлы выдувания, в отличие от коридороподобных котлов, что на Березовых Ярках, в которых не может застояться вода. В этих же котлах выдувания вода скапливалсь при высоком уровне. Впоследствии это явление однажды повторялось, но в значительно меньших размерах. В результате этого на первоначальных конусах выноса образовались вторичные микроконусы выноса и желоба стока. Ширина первичных желобов стока 0,5-1 м, длина от 1,5 до З м, ширина вторичных желобов - 0,1-0,2 м, длина зависит от размеров первичного конуса выноса. Впоследствии желоба были занесены, а конусы выноса почти размыты. В последующие периоды подъема уровня аналогичные явления не повторялись. Похожие, более мелкие желоба - промоины - образуются весной потоками талых вод из глыб льда, выдвинутых к подножью ярков осенью при высоком уровне и весной оказавшихся на суше.

Под действием напора льда на пляж лагуны выпираются торфяные поля, при этом они становятся на ребро, образуя торфяные валы. Аналогичное явление отмечено и на Хубсугуле, а также на побережье Эстонии [Орвику, 1971].