Γεωλογικές επιρροές στη συμπεριφορά φραγμού/λιμνοθάλασσας σε χρονικές κλίμακες από δεκαετία σε αιώνα
Τα συστήματα φραγμού/λιμνοθάλασσας εμφανίζονται στο 10% περίπου της παγκόσμιας ακτής και αποτελούν περίπου το 90% της ανατολικής ακτής των ΗΠΑ. Είναι ελκυστικές τοποθεσίες για ανάπτυξη και πολλά εμπόδια φιλοξενούν ή προσφέρουν προστασία σε μεγάλα αστικά κέντρα. Κατά συνέπεια, σε μια εποχή παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής και ανόδου της στάθμης της θάλασσας, η κατανόηση της συμπεριφοράς των φραγμών σε χρονικές κλίμακες δεκαετίας έως αιώνα (η μεσοκλίμακα) είναι ένας σημαντικός επιστημονικός και κοινωνικός στόχος. Τα εμπόδια συχνά επηρεάζονται έντονα από ακραίες καταιγίδες και παίζουν σημαντικό ρόλο στη διάχυση της κυματικής ενέργειας. Στα ανεπτυγμένα εμπόδια, αυτό συχνά οδηγεί σε ζημιές σε κτίρια και άλλες υποδομές και οδηγεί σε ανθρώπινη παρέμβαση στην ακτογραμμή του φραγμού.
Σε προσπάθειες κατανόησης των παρελθουσών παράκτιων αλλαγών και πρόβλεψης μελλοντικών τάσεων και επιπτώσεων καταιγίδων, οι επιστήμονες παραδοσιακά επικεντρώνονται στον ρόλο των δυναμικών παραγόντων (κύματα, παλίρροιες, άνεμοι), είτε στο πλαίσιο συγκεκριμένων προγραμματισμένων εξελίξεων είτε στην αξιολόγηση μελλοντικών κινδύνων. Ωστόσο, εκτός από πολύ σύντομα χρονικά διαστήματα, η απλή σύνδεση δυναμικής επιβολής και απόκρισης σπάνια μπορεί να εξηγήσει την παρατηρούμενη συμπεριφορά. Αντίθετα, πολυάριθμες μελέτες δείχνουν ότι οι γεωλογικοί παράγοντες (που συνήθως δεν λαμβάνονται υπόψη ή αγνοούνται σε τέτοιες έρευνες), ασκούν σημαντική επίδραση στη συμπεριφορά φραγμού σε χρονοδιαγράμματα που σχετίζονται με την κοινωνία.
Η πρόοδος στην κατανόηση της προηγούμενης συμπεριφοράς των φραγμών έχει παρεμποδιστεί από ασυνεχή και ελλιπή σύνολα δεδομένων. Το αρχείο μεταβολής της μέσης κλίμακας βελτιώνεται με την απόκτηση μακροπρόθεσμων μορφολογικών συνόλων δεδομένων και συναφών δυναμικών. Επιπλέον, η διερευνητική μοντελοποίηση βελτιώνει την κατανόηση της επίδρασης διαφόρων δυναμικών και γεωλογικών παραγόντων.
Μια ανασκόπηση πρόσφατων μελετών δείχνει ότι οι γεωλογικοί παράγοντες ασκούν σημαντικό ή και κυρίαρχο έλεγχο στη συμπεριφορά φραγμού σε χρονικές κλίμακες από δεκαετίες έως και αιώνα. Αυτοί οι γεωλογικοί έλεγχοι (συμπεριλαμβανομένης της σύγχρονης μορφολογίας φραγμού/λιμνοθάλασσας, συστατικών υλικών, υποκείμενης γεωλογίας και τοπογραφίας, παροχής ιζημάτων) μπορούν να ποσοτικοποιηθούν σε κάποιο βαθμό με λεπτομερείς έρευνες, αλλά σε όλες εκτός από λίγες τοποθεσίες, τέτοια δεδομένα απουσιάζουν. Αυτό θέτει έναν αναπόφευκτο περιορισμό στις προσπάθειες ποσοτικής πρόβλεψης της μελλοντικής συμπεριφοράς των συστημάτων φραγμού, τα οποία είναι έντονα εξαρτώμενα από την τοποθεσία όσον αφορά τη γεωλογική τους θέση και τη μορφολογία.
Οι γεωλογικοί έλεγχοι υπάρχουν σε ένα δίκτυο αλληλεπιδράσεων που επηρεάζουν μεμονωμένα και συλλογικά τη συμπεριφορά φραγμού μέσης κλίμακας, συμπεριλαμβανομένων κυρίαρχων ελέγχων πρώτης τάξης όπως:
- Κλίση υπογείου;
- Ατυπία και διαβρωσιμότητα του υπογείου,
- Εξωτερική παροχή ιζήματος;
- Προσανατολισμός φραγμού. και
- Λιθοποίηση ακτών (παραλιών και αιολιανίτη)
Σημαντικό ενδιάμεσο επίπεδο γεωλογικού ελέγχου ασκεί η μορφολογία της παρακείμενης ακτής. Οι όχθες επηρεάζονται από μόνες τους από υποκείμενους γεωλογικούς παράγοντες, αλλά είναι συνήθως δυναμικές σε μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα από τα εμπόδια, γεγονός που καθιστά τη μορφολογία τους γεωλογικό περιορισμό.
Οι γεωλογικές επιρροές είναι στις περισσότερες περιπτώσεις μη ποσοτικές και συνήθως αγνοούνται κατά την εννοιολόγηση και τη μοντελοποίηση της εξέλιξης του φραγμού για πρακτικούς και επιστημονικούς σκοπούς. Ωστόσο, η εξέταση των γεωλογικών επιρροών είναι απαραίτητη στις προσπάθειες πρόβλεψης της μελλοντικής συμπεριφοράς σε χρονοδιαγράμματα μεσοκλίμακας (διαχείρισης). Πρέπει να ληφθεί υπόψη στον σχεδιασμό για το εγγύς μέλλον.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Geological constraints on mesoscale coastal barrier behaviour, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Global and Planetary Change . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τον Andrew Cooper από το Πανεπιστήμιο Ulster της Βόρειας Ιρλανδίας και τους Carlos Loureiro και Andrew Green από το Πανεπιστήμιο του KwaZulu-Natal, Νότια Αφρική.
