ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2010, том 37, № 5, с. 515-530
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И РЕЖИМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
УДК 556.54(282.272.7:261.64)
ПРОЦЕССЫ ДЕЛЬТООБРАЗОВАНИЯ В УСТЬЕ Р. МИССИСИПИ1 © 2010 г. В. Н. Михайлов*, М. В. Михайлова**
*Московский государственный университет 119991 Москва ГСП-1, Ленинские горы **Институт водных проблем Российской академии наук 119333 Москва, ул. Губкина, 3 Поступила в редакцию 26.11.2009 г.
Рассмотрены особенности процессов дельтообразования в устье р. Миссисипи. В последние 7—8 тыс. лет в условиях большого стока наносов реки и стабилизации уровня океана после его резкого постледникового повышения в устье Миссисипи последовательно сформировалась серия крупных дельтовых лопастей. В середине ХХ в. началось образование новой дельтовой лопасти в устье рукава Атчафалайа. В последние столетия, вследствие сокращения стока наносов реки после зарегулирования притоков Миссури и Арканзас, процессы дельтообразования в устье Миссисипи замедлись, а в некоторых частях дельтовой равнины под влиянием сильной просадки грунта сменились деградацией маршей и размывом морских берегов. На современные процессы дельтообразования большое влияние оказывают местные хозяйственные мероприятия.
Ключевые слова: река, морской залив, дельта, сток воды и наносов, дельтообразование, приливы, ураганы и штормовые нагоны, просадка грунта, деградация маршей, размыв берегов.
Дельта Миссисипи — одна из наиболее исследованных в мире. Много десятилетий ее изучением занимается Институт береговых исследований при Университете штата Луизиана в г. Батон-Руж. Усилиями геологов, геоморфологов, гидрологов, экологов и представителей других специальностей изучены геологическая история дельты, стратиграфия дельтовых отложений, развитие гидрографической сети дельты в голоцене, морфологическое строение и гидрологический режим современной дельты, процессы просадки грунта в дельте и деградации водно-болотных угодий, экологические условия маршей и другое.
Во второй половине ХХ в. интерес к изучению процессов дельтообразования в устье Миссисипи повысился по нескольким причинам: во-первых, на процессы в дельте заметное влияние оказало сокращение стока наносов реки в результате зарегулирования притоков Миссури и Арканзас; во-вторых, ускорилось относительное повышение уровня моря, вызванное эвстатическим ростом уровня океана вследствие потепления климата и сильной просадкой грунта в дельте; в-третьих, резко усилились процессы деградации водно-болотных угодий в дельте, представляющих большую экономическую и экологическую ценность, в-четвертых, недавно выявлено начало нового цикла в развитии дельтовой равнины Миссисипи, вызванное активизацией
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ
(гранты 08-05-00305, 10-05-00061).
западного рукава дельты Атчафалайа; в-пятых, усилилось воздействие на строение и режим дельты местных хозяйственных мероприятий (сооружение каналов разного назначения, искусственное регулирования распределения стока в вершине дельты, сооружение защитных дамб, урбанизация дельты, откачка нефти и газа и др.).
Анализ опыта и результатов исследования гидролого-морфологических процессов в дельте Миссисипи может представлять большой интерес при дальнейшем развитии теории устьевых и дельтоооб-разующих процессов. Такой анализ полезен для специалистов, занимающихся изучением речных дельт России и разработкой мер по использованию и охране их природных ресурсов, тем более, что в отечественной литературе сведения о процессах в современной дельте Миссисипи практически отсутствуют за исключением некоторых данных в [2, 4]. Задача настоящей статьи заключается в аналитическом обзоре результатов американских исследований дельты Миссисипи.
ГИДРОГРАФИЯ ДЕЛЬТЫ МИССИСИПИ
В устье величайшей реки Северной Америки — Миссисипи (площадь бассейна 3.238 млн. км2, длина собственно Миссисипи 3766 км, с Миссури 5970 км [23]) — находится одна из самых крупных дельт мира. Дельта Миссисипи расположена в штате Луизиана в США. По последним американским оценкам [8] она имеет площадь 23.9 тыс. км2.
13
11 15
ч14,
18
28
19,
Мексиканский зал.
10,
27
° ° V
24
А
25
26
29
/
№ а К Ч(
20 21
22
Мм
23
0
7 '—
-__1
30 км
_I
2
9
3
8
6
Рис. 1. Карта-схема устьевой области Миссисипи. Реки: 1 — Миссисипи, 2 — Ред-Ривер; водотоки дельты: 3 — рук. Миссисипи, 4 — проток Олд-Ривер, 5 — рук. Атчафалайа, 6 — рук. Юго-Западный, 7 — рук. Южный, 8 — рук. Лутр; озера: 9 — Пончартрейн, 10 — Морепа, 11 — Гранд-Лейк; старые русла (байю): 12 — Теш, 13 — Сипремор, 14 — Саль, 15 — Ляфурш; заливы: 16 — Вермилион, 17 — Уэст-Кот-Бланш, 18 — Ист-Кот-Бланш, 19 — Атчафалайа, 20 — Кейллу, 21 — Терребонн, 22 — Тембалье, 23 — Баратария, 24 — Борнь, 25 — Бретон, 26 — Шанделур, 27 — Миссисипи; острова: 28 — Марш, 29 — Шанделур; города: 30 — Батон-Руж, 31 — Новый Орлеан. ВД — вершина дельты. 1 — граница дельты.
Вершина дельты (ВД) Миссисипи и всей обширной дельтовой равнины этой реки (рис. 1) в настоящее время находится в месте отделения от реки вправо короткого (длина ~10 км) протока Олд-Ривер выше г. Батон-Руж.
Сейчас русловая сеть дельты состоит из двух основных рукавов — левого, главного Миссисипи (продолжения реки в пределах дельты) и правого, состоящего из протока Олд-Ривер и рук. Атчафалайа (рис. 1). Рук. Миссисипи длиной ~515 км [31] впадает в открытую приглубую часть Мексиканского зал., разбиваясь на ряд крупных рукавов и небольших водотоков в пределах современной активной дельты Бализ типа "птичьей лапки". Здесь каждый из крупных рукавов имеет родовое название пасс (pass), что означает проход, фарватер, судоходное русло. Основные приморские рукава (с запада на восток): Юго-Западный, Южный и Лутр. Место, где эти рукава отходят от основного русла рук. Миссисипи, носит название Начало Рукавов (Head of
Passes); оно находится в 35 км от залива, если считать вдоль самого длинного Юго-Западного рук. От рук. Лутр отделяются небольшие водотоки: влево рук. Северный, вправо рук. Юго-Восточный. Размеры водотоков в дельте Бализ различные: ширина изменяется от нескольких метров до 1 км, глубина — от 1 до 30 м. Естественная глубина на устьевых барах рукавов обычно <3 м.
Правый рукав дельты (проток Олд-Ривер и рук. Атчафалайа) имеет общую длину ~220 км, на долю рук. Атчафалайа приходится 210 км. Начало этого рукава — место слияния протока Олд-Ривер и р. Ред-Ривер (площадь бассейна 241 тыс. км2, длина 2080 км). Рук. Атчафалайа протекает через систему озер, главные из которых — Гранд-Лейк и Шестимильное. Ниже этих озер рук. Атчафалайа разделяется на два новых водотока: левый, более крупный, Нижняя Атчафалайа и правый, меньшего размера, протекающий через искусственное оз. Уакс-Лейк и носящий название Выход-из-Уакс-Лейк. Этот во-
доток представляет собой искусственный канал, сооруженный для сброса излишка вод из системы рук. Атчафалайа с целью защиты г. Морган-Сити от наводнений. Оба рукава впадают в зал. Атчафалайа, где в настоящее время активно формируются две небольшие дельты выполнения залива.
Помимо ныне действующих дельтовых рукавов, на поверхности дельтовой равнины сохранились остатки древних русел — основных рукавов формировавшихся в прошлом крупных дельтовых лопастей. Эти древние русла ныне представляют собой небольшие водотоки с очень медленным течением, часто заросшие растительностью. Местами их превратили в небольшие каналы, обводняющие дельту. Эти древние русла здесь называют байю (bayou). Они расположены, в основном, в западной части дельтовой равнины (рис. 1): Саль, Теш, Сипремор, Ляфурш (их названия совпадают с названиями соответствующих древних дельтовых лопастей).
На поверхности дельтовой равнины Миссисипи много озер (рис. 1). Часть из них представляет собой остаточные водоемы — части залива-эстуария, возникшего здесь во время быстрой голоценовой трансгрессии океана. Наиболее крупные озера — Морепа и Пончартрейн к востоку от рук. Миссисипи, Салвадор — к западу от этого рукава, Гранд-Лейк, через которое протекает рук. Атчафалайа.
Важная часть гидрографической сети дельты Миссисипи — обширные пространства, называемые водно-болотными угодьями или маршами.
Основные морские заливы вдоль морского края дельты (МКД) Миссисипи с запада на восток (рис. 1) — Вермилион, Уэст-Кот-Бланш, Ист-Кот-Бланш, Атчафалайа, Кейллу, Терребонн, Тембалье, Баратария, Уэст-Бей и Ист-Бей (у берегов современной дельты Бализ), Бретон и Шанделур (отделены от Мексиканского зал. системой одноименных барьерных островов), Борнь и Миссисипи.
Кроме естественных водных объектов, в дельте Миссисипи много искусственных водотоков — судоходных, оросительных, дренажных каналов. Среди них—часть знаменитого судоходного Берегового канала, соединяющего порты побережья открытой части Атлантического океана и Мексиканского зал. В пределах дельтовой равнины этот канал проходит от рук. Миссисипи вблизи г. Новый Орлеан до г. Морган-Сити на рук. Атчафалайа, а далее продолжается до г. Хьюстон в штате Техас. К востоку от рук. Миссисипи Береговой канал идет от г. Новый Орлеан к г. Мобил и далее в сторону Атлантического побережья США.
К искусственным элементам гидрографической сети дельты Миссисипи можно также отнести регулирующее гидротехническое сооружение в протоке Олд-Ривер, многочисленные защитные дамбы вдоль рукавов (особенно в нижней части рук. Миссисипи) и по берегам некоторых озер, а также глубоководный судоходный канал через Юго-
Западный рук. и его устьевой бар. По этому каналу крупнотоннажные морские суда поднимаются до городов Новый Орлеан и Батон-Руж.
Ширина устьевого шельфа Миссисипи, ограниченного с южной стороны изобатой ~120 м, составляет к западу и востоку от современной дельты Бализ ~160 км (средние уклоны дна в этой полосе I ~ 0.75%с). В пределах мелководной прибрежной зоны шельфа (0—20 м), ширина которой 50—75 км, уклоны дна меньше — 0.3—0.4%. За изобатой ~120 м начинается материковый склон (/ > 15%).
Современная дельта Миссисипи Бализ находится вблизи бровки шельфа и практически выдвинута на материковый склон. Уклоны дна на взморье этой дельты очень велики (>20%). Согласно [2] взморье против
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.