Laguna Washdyke
| Laguna Washdyke | |
|---|---|
  Laguna Washdyke | |
| Lokalizacja | Canterbury, Nowa Zelandia |
| Współrzędne | Współrzędne : |
| Typ | laguna |
| Imię ojczyste | Waitarakao ( Maorysi ) |
| Powierzchnia | 48 hektarów (0,48 km 2 ) |
Laguna Washdyke to słonawa, płytka laguna przybrzeżna, położona około 1 kilometra (0,62 mil) na północ od Timaru , South Canterbury , Nowa Zelandia . Laguna drastycznie się zmniejszyła od 1881 roku, kiedy to wynosiła około 253 hektarów (630 akrów), teraz ma mniej niż 48 hektarów (0,48 km 2 ). Jest otoczona plażą barierową, która ma 3 kilometry (1,9 mil) długości i 3 metry (9,8 stopy) nad poziomem przypływu w największym punkcie (patrz rysunek 1). Zmniejszony rozmiar laguny wynika z budowy falochronu portu Timaru, który zapobiega przedostawaniu się grubych osadów i uzupełnianiu bariery Washdyke. Jest to ważne, ponieważ laguna i otaczające ją 250 hektarów (620 akrów) są klasyfikowane jako ostoi dzikiej przyrody i pokazuje rolę, jaką struktury ludzkie odgrywają w ewolucji linii brzegowej.
Klasyfikacja
Laguna Washdyke to jezioro przybrzeżne, laguna typu „zadławiona”, ponieważ jest oddzielona od morza zabudowanym barem i ma tylko minimalny wpływ pływów (<5% całkowitego wpływu pływów na wybrzeże w obrębie laguny). Laguny tego typu zwykle tworzą się wzdłuż wybrzeży o wysokiej energii, mikropływów, mają wysoki stosunek wody słodkiej do słonej i rzadko są otwarte na ocean. Ten typ laguny różni się od bardziej „otwartych” lagun, które są otwarte na ocean przez jeden lub więcej kanałów, mają niższy procent słodkiej wody i tworzą się bezpośrednio na końcu ujść dużych rzek. Laguny tworzą się, gdy transport przybrzeżny gromadzi osady przez ujście źródła wody, odcinając je lub odwracając od bezpośredniego dotarcia do oceanu. Aby laguna utworzyła barierę, potrzebne jest zarówno źródło gruboziarnistego, jak i drobnego osadu, drobnego zwykle z transportu wzdłużnego na morzu i grubego zwykle z transportu osadu z ujść rzek. Utworzone bariery opierają się na narastaniu osadów, co najmniej równym tempu erozji, aby laguna pozostała oddzielona od oceanu. Na tę równowagę wpływają również zmiany poziomu morza, podnoszące się powodujące przekroczenie bariery i opadające, pozwalające na oddzielenie laguny przez mniejszą barierę.
Istnieje wiele przykładów tych stosunkowo zamkniętych systemów lagun na całym świecie. Większość z nich ma znaczną wartość ekologiczną, dlatego ważne jest zachowanie równowagi między wodą słodką i słoną. Przykłady obejmują Coorong w Australii, 260 kilometrów kwadratowych (100 2), Laguna de Araruama (Brazylia, 10360 kilometrów kwadratowych (4000 2)), Lake St. Lucia (Republika Południowej Afryki, 312 kilometrów kwadratowych (120 2)) i Jezioro Songkhla (Tajlandia, 1040 kilometrów kwadratowych (400 2)). Jeśli źródła osadów dla tych barier miałyby zostać usunięte, ich bariery uległyby erozji, a w miejscach lagun utworzyłyby się zatoki wraz z powodziami.
Formacja i ustawienie
Washdyke Lagoon została utworzona przez utworzenie bariery plażowej z mieszanego piasku i żwiru (MSG) (Rysunek 2), która umożliwiła gromadzenie się za nią wody rzecznej z Washdyke Creek, z pewną infiltracją pływów przez barierę. Typ bariery MSG jest stosunkowo rzadki i ma swój własny, unikalny zestaw procesów i morfologię. Bariery MSG tworzą się głównie na wybrzeżach paraglacjalnych, gdzie dostępna jest duża ilość osadów gruboziarnistych, oraz w warunkach fal sztormowych, podczas których większa ilość osadów jest transportowana na brzeg. Tworzą również strome zbocza w środowiskach o wysokiej energii fal i mają bardzo wysoki poziom przenikania słodkiej wody do oceanu, ze względu na zwiększającą się przepuszczalność duży zakres wielkości ziaren. Inną cechą charakterystyczną jest strefowanie osadów na barierze. Grzbiet tworzą grube, płaskie osady, podczas gdy osady duże, kuliste i w kształcie pręcików tworzą część zewnętrzną, a wypełnienie barierowe składa się z osadów o drobniejszych rozmiarach. Washdyke Lagoon jest użytecznym przykładem bariery, która wykazuje wszystkie te cechy.
Laguna położona jest na południowym krańcu Zatoki Canterbury . Ta linia brzegowa charakteryzuje się mieszanymi piaszczystymi i żwirowymi plażami oraz południowymi prądami przybrzeżnymi. Prądy te przenoszą gruboziarniste osady szarogłazowe, które dotarły do wybrzeża w dół splecionych rzek, które powstały w Alpach Południowych, oraz drobne osady z dalszych obszarów morskich. Prądy południowe popychają je na północ, a następnie osadzają się na barierze Washdyke, powodując, że pozostaje ona powyżej znaku przypływu i tworzy lagunę.
Prąd południowy płynący z południa Wyspy Południowej Nowej Zelandii tworzy wiele lagun wzdłuż wschodniego i południowego wybrzeża. Tworzą one łańcuch lagun, w tym Lake Ellesmere (Canterbury) i Waituna Lagoon (Southland). Podobnie jak Washdyke, te zamknięte laguny również stoją w obliczu możliwości stania się znacznie bardziej otwartymi systemami w najbliższej przyszłości.
Obecnie bariera Kaitorete (obejmująca jezioro Ellesmere) ulega erozji, zwłaszcza na jej południowym krańcu, z powodu przybrzeżnej rotacji prądów. Niewykluczone również, że w nadchodzących dziesięcioleciach trwale zerwie tworzącą otwartą zatokę.
Laguna Waituna jest również zagrożona naruszeniem, ale w tym przypadku to maszyny, a nie erozja, otwierają przybrzeżne jezioro na ocean. Ma to na celu wykorzystanie go do polowań i umożliwienie wypasu na jego brzegach. Jednak obecnie jest otwierany częściej, zwiększając naturalne zasolenie laguny. Skutki tego dla rodzimych gatunków ryb i ptaków wciąż nie są w pełni poznane.
Problemy zarządzania
Obecnie laguna kurczy się w zastraszającym tempie. Bariera cofnęła się o 400 metrów (1300 stóp) w latach 1865-1987 (3,2 metra (10 stóp) rocznie). W 1992 roku przewidywano, że do roku 2000 laguna całkowicie zniknie. Chociaż tak się jeszcze nie stało, jest to nadal możliwe w najbliższej przyszłości. Spowodowałoby to zalanie obszaru przemysłowego Washdyke i utratę siedlisk dla dzikich zwierząt w ostoi.
Drastyczne zmniejszenie powierzchni laguny można przynajmniej częściowo przypisać budowie portu Timaru, którą rozpoczęto w 1878 r. Podczas budowy falochronu portu o długości 700 metrów (2300 stóp) (ryc. 3) dostawa osadów z południa jest zablokowany przed dotarciem do obszaru Washdyke Lagoon. Od czasu budowy wybrzeże Washdyke-Opihi traciło 2 620 000 metrów sześciennych (93 000 000 stóp sześciennych) osadów rocznie, podczas gdy wybrzeże na południe od portu gromadzi osady, tworząc 80 hektarów nowego lądu. To duża strata na północ od portu, której nie da się zastąpić obecnymi mechanizmami transportu przybrzeżnego.
Falochron portu pozbawia barierę gruboziarnistych osadów z rzek na południu. Jak pokazano na rysunku 4, przed budową falochronu drobne i grube osady były transportowane z południa i osadzane na barierze Washdyke. Jednak po wybudowaniu falochronu gruboziarnisty osad nie jest w stanie dotrzeć do zapory, ponieważ gromadzi się po południowej stronie portu. Część osadów jest dostarczana dalej na morze, omijając falochron, ale jest to znacznie zmniejszony ładunek.
Bez dostarczania osadów erozja bariery jest szybka, ponieważ trwają normalne procesy, takie jak wypłukiwanie. Dzieje się tak, gdy fale uderzają w barierę i przepychają osady od strony oceanu do laguny, po stronie oceanu nie ma napływającego osadu, który mógłby odbudować barierę. Oznacza to, że bariera migruje w kierunku lądu, gdy grzbiety bariery są przerabiane. Zwiększa się również stosunek osadów drobnych do gruboziarnistych tworzących barierę. Gruboziarniste osady chronią strukturę bariery przed falami oceanu i wiatrem , bez tego osadu drobne cząstki są znacznie bardziej podatne na usunięcie, co powoduje, że struktura bariery jest bardziej podatna na uszkodzenia. Stwierdzono, że maksymalna wysokość fali dla tego odcinka wybrzeża w ciągu jednego października wynosiła 6,3 metra (21 stóp), a inne badania odnotowały częste fale o wysokości około 5 metrów (16 stóp). Oznacza to, że bariera często musiałaby radzić sobie ze zdarzeniami przepełnienia.
Innym czynnikiem uniemożliwiającym dopływ gruboziarnistych osadów do bariery laguny jest spiętrzenie rzeki Waitaki . Tama została zbudowana do 1934 roku jako część elektrowni wodnej i jest jedyną spiętrzoną rzeką w Nowej Zelandii. Szacuje się, że zapora zatrzymuje 50% transportu ładunku koryta.
Ilość osadu, który jest dostarczany do bariery, jest najważniejszym aspektem przy określaniu wyrównania i rozpadu bariery. Zostało to pokazane podczas badania barier przybrzeżnych na atlantyckim wybrzeżu Nowej Szkocji. Jest to szczególnie ważne, ponieważ bariery te są jedną z niewielu innych plaż MSG na całym świecie.
Innym, bardziej lokalnym miejscem, bardzo istotnym dla problemów w Washdyke Lagoon, jest Waimataitai Lagoon. Laguna ta znajdowała się na północ od portu Timaru (na południe od laguny Washdyke i Dashing Rocks) przed 1933 r. Bariera otaczająca lagunę zaczęła szybko ulegać erozji po wybudowaniu portu, co doprowadziło do całkowitego zniszczenia laguny, pozostawiając po sobie na swoim miejscu otwarta zatoka.
Na arenie międzynarodowej głód osadów powoduje erozję wielu ważnych elementów przybrzeżnych. Falochrony i inne konstrukcje stworzone przez człowieka w Tajlandii są odpowiedzialne za przyspieszoną erozję plaż, która może zacząć wpływać na turystykę w nadchodzących latach. W Hallsands w hrabstwie Devon w Anglii połączenie istniejącego wału nadmorskiego i nowego pogłębiania żwiru w celu utworzenia portu w latach 1986-1902 spowodowało erozję całej wioski do 1917 r. Było to spowodowane głodem osadów powodującym erozję mieszanego piasku i żwirowe plaże barierowe, które chroniły wioskę. Nie są oni sami, wpływ struktur stworzonych przez człowieka na ograniczanie lub odwracanie naturalnego transportu osadów jest obecnie dobrze znany i do pewnego stopnia obecnie odchodzi się od nich.
Istnieje również problem związany z zanieczyszczeniem laguny. Pobliskie zamrażalnie wcześniej pompowały ścieki do laguny. Pracownicy odpowiedzialni za sprawdzanie tej rury odprowadzającej również zauważyli przerzedzenie bariery już w 1897 r. Niedawno pojawiły się obawy dotyczące spływu zanieczyszczeń z obszaru przemysłowego Washdyke bezpośrednio na zachód od laguny.
Innym źródłem zanieczyszczeń była rura odprowadzająca ścieki, która kończyła się po stronie oceanu na środku bariery i była używana do 1998 r. Rura ta była stale narażona na narażenie i uszkodzenia w miarę erozji bariery, która przyczyniałaby się do zanieczyszczeń i powodowała nitryfikację w lagunie.
Zarządzanie środkami zaradczymi i przyszłością
Co dziesięć miesięcy wejście do portu Timaru jest pogłębiane, aby kanał był wystarczająco głęboki, aby można go było wykorzystać jako port handlowy. Za każdym razem usuwa się około 100 000 metrów sześciennych (3 500 000 stóp sześciennych) drobnoziarnistych osadów. Udowodniono, że 20% tych odpadów poflotacyjnych jest wystarczająco gruboziarnistych, aby przynieść korzyść Washdyke Barrier, więc odpady poflotacyjne są wyrzucane u wybrzeży Washdyke od wczesnych lat 90-tych. Jednak 80% tego materiału jest nieodpowiednie ze względu na drobny, zwietrzały charakter osadów, co czyni je mniej odpornymi na działanie fal niż źródło osadów przed budową portu.
W latach 1979-1985 Rada Miejska Timaru zleciła renowację odcinka bariery Washdyke w celu ochrony rury odprowadzającej ścieki i upewnienia się, czy system skutecznie ochroni konstrukcję bariery. Odcinek bariery o długości 300 metrów (980 stóp) został podniesiony o 2–2,5 metra (6 stóp 7 cali - 8 stóp 2 cale) przy użyciu osadów, które przetoczyły się przez barierę i znajdują się teraz po stronie laguny, a następnie opancerzono je grubymi osadami sprowadzony z rzeki Opihi (oddalonej o 12 kilometrów (7,5 mil)). Pomimo ogólnych ustaleń raportu, że projekt był „wykonalny technicznie i ekonomicznie”, nie podjęto dalszych prac renowacyjnych bariery. Jednak skutki renowacji na tym odcinku zapory są nadal widoczne (stan na 2006 r.).
Potrzebne są dalsze prace, aby pokazać najlepszy sposób ekonomicznego i ekologicznego utrzymania poprzeczki. Ta praca musi być specyficzna dla danego miejsca ze względu na wyjątkową morfodynamikę i wyzwania, przed którymi stoi laguna. Mieszane bariery z piasku i żwiru to obszar, który jest stale badany, a niektóre długoterminowe zachowania wciąż nie są zrozumiałe. Wyzwaniem dla przyszłej pracy jest to, że port Timaru jest głównym motorem gospodarczym w regionie, a część społeczności może uważać, że laguna Washdyke jest koniecznym poświęceniem.
Wartość ekologiczna
Laguna Washdyke jest żerowiskiem dla różnych gatunków ptaków, w tym ptactwa wodnego, garstki wędrownych bąków i brodźców , czapli i innych gatunków ptaków wodnych (ryc. 5). Mewy i krasnoludki gnieżdżą się na gontowej barierze po wschodniej stronie. Jednak w ostatnich latach liczba kropek czarnoczelnych spada. Na obrzeżach laguny można znaleźć las solankowy, szuwary i egzotyczne rośliny. Rafa graniczy z częścią wybrzeża tuż przy barierze, przyciągając ostrygojadów i kamienie obrotowe . Obszar ten jest również popularny do połowu białej przynęty poza barierą.
Ekologia systemów lagun zostaje utracona, jeśli źródła osadów dla tych barier zostaną usunięte, a ich bariery erodują, a następnie w miejscach lagun tworzą się zatoki wraz z powodziami. To właśnie stanie się w Washdyke Lagoon i innych lagunach na całym świecie, jeśli działalność człowieka będzie nadal ograniczać zasoby naturalnych osadów. Będzie to miało konsekwencje ekologiczne, a także pozwoli na zalanie terenów wcześniej chronionych przez lagunę, takich jak obszar przemysłowy Washdyke.
Zobacz też
- Laguna
- Dryf Longshore
- Transport osadów
- Erozja wybrzeża
- Spit Kaitorete
- Jezioro Ellesmere / Te Waihora
- Zatoka Canterbury
- Rezerwat naukowy Waituna Wetlands