أي عوامل التعرية التالية يكون الكثبان الرملية ، تآكل الكثبان الرملية بعد العاصفة ، إيغموند آن زي، تطورت الكثبان الساحلية بشكل طبيعي على طول العديد من السواحل في جميع أنحاء العالم خلال آلاف السنين الماضية عندما تباطأ ارتفاع مستوى سطح البحر. تعتبر حركة الأمواج والرياح البرية من العوامل الرئيسية لتطوير الكثبان الساحلية ، كما أن إمداد الساحل بالرمال الكافية هو شرط أساسي ، راجع أيضًا مقالة تطوير الكثبان الرملية. يحمي حزام الكثبان الساحلية في كثير من الحالات المناطق النائية المنخفضة من الفيضانات بسبب البحر. لذلك يمكن أن يشكل تآكل الكثبان تهديدا خطيرا.

أي عوامل التعرية التالية يكون الكثبان الرملية

يمكن أن تتعرض الكثبان الساحلية لخسائر كبيرة عند تعرضها لموجات العواصف. يمكن إزالة الكثبان الرملية الأمامية على بعد عدة عشرات من الأمتار ، تاركةً منحدرًا حادًا من الكثبان الرملية ، انظر الشكل 1. بالنسبة للساحل الهولندي ، تشير التقديرات إلى أن قدم الكثبان الرملية يمكن أن تنحسر بقدر 80-100 متر في ظل ظروف استثنائية (شديدة) العواصف طويلة الأمد ، والتي قد تحدث مع احتمال سنوي قدره 1 / 100،000).

تعتمد خسارة الكثبان الرملية الفعلية على عدة عوامل:

  • هندسة الشاطئ: منحدر الشاطئ وعرضه ؛
  • حجم الحبوب؛
  • هندسة الكثبان الرملية: منحدر وجه الكثبان الرملية ، ارتفاع قمة الكثبان الرملية ؛
  • التشكل القريب من الشاطئ: المنحدر القريب من الشاطئ ، تمزق القناة ، والحواجز الرملية القريبة من الشاطئ ، والتشكل تحت المد والجزر ؛
  • الشواطئ والنباتات الكثبان الرملية ؛ وجود مقدمات
  • وجود هياكل هندسية صلبة ؛
  • التباين على طول الشاطئ في طاقة الأمواج وارتفاع الكثبان الرملية.

يبدو أن ارتفاع إصبع قدم الكثبان الرملية (منحدر عرض الشاطئ [الرياضيات] \ الأوقات [/ الرياضيات]) عامل رئيسي ؛ تظهر الملاحظات أن التعرض للتآكل يتناقص مع زيادة ارتفاع أصابع الكثبان الرملية. ومع ذلك ، هناك أيضًا دليل قوي على أن الكثبان الرملية أقل تأثراً بالعواصف عندما تقع على الشواطئ المنبسطة المتفرقة مقارنة بالشواطئ شديدة الانحدار

يعتمد فقدان الكثبان الرملية أيضًا على خصائص العاصفة: أقصى سرعة للرياح ومدتها ؛ الحد الأقصى لمستوى الماء وارتفاع الموجة المتزامنة والفترة وزاوية السقوط.
إذا نجا جزء على الأقل من حزام الكثبان الرملية من العاصفة ، فيمكنه التعافي من خلال العمليات الطبيعية - على غرار العمليات التي أدت إلى إنشاء الكثبان الرملية الأصلية. انظر قسم استعادة الكثبان الرملية بعد العاصفة.
كمثال ، يوضح نتيجة نموذجية للعلاقة بين تراجع الكثبان الرملية [الرياضيات] RD [/ math] (معبرًا عنها بالمسافة بين موقع قدم الكثبان الرملية الأولي وموقع قدم الكثبان الرملية بعد اندفاع العاصفة) وتكرار التجاوز ( احتمال حدوث عاصفة في سنة معينة تؤدي إلى تآكل أكبر) لموقع على طول الساحل الهولندي. وفقًا لهذا الرقم ، هناك احتمال 1 / 100،000 سنويًا بأن تآكل الكثبان الرملية سيتجاوز 85 مترًا. لإنشاء مثل هذه المؤامرة ، هناك حاجة إلى نظرة ثاقبة مناسبة في ظروف العاصفة الشديدة المحتملة في نطاق الاحتمال الصغير (جدًا). ومع ذلك ، فإن مثل هذه الرؤية تخضع لشكوك كبيرة ، حيث لا تتوفر قياسات موثوقة لمستويات المياه الشديدة وظروف الأمواج إلا خلال فترات قصيرة نسبيًا تصل إلى 100 عام. مع مجموعة البيانات المقيدة هذه ، من الصعب عمل تقديرات لظروف العاصفة مع احتمال تجاوز سنوي أقل من حوالي 1/1000.

تأثير تآكل الكثبان الرملية

المباني الموجودة على الكثبان الرملية الأمامية الواقعة بالقرب من الكثبان الرملية معرضة للخطر في ظل العواصف الشديدة ، انظر الشكل 3. مطلوب تقدير سليم لتآكل الكثبان الرملية عند إصدار تصاريح البناء. في الحالات التي تقع فيها المناطق النائية تحت مستوى سطح البحر ، يعمل حزام الكثبان الرملية بمثابة دفاع عن البحر. قد يكون لخرق حزام الكثبان الرملية عواقب وخيمة. تعتبر مراقبة الكثبان والشواطئ وإدارة الكثبان ذات أهمية حاسمة. في بعض الحالات ، حيث يتكون حزام الكثبان الرملية من صف واحد من الكثبان الرملية ، قد تكون هناك حاجة إلى تعزيز الكثبان الرملية أو تغذية الشاطئ. لضمان السلامة ، تم تطوير عدة طرق لتقدير فقدان الكثبان أثناء ظروف العواصف الاستثنائية.

شرح موجز لعمليات تآكل الكثبان الرملية

سيتم إعادة تشكيل المظهر الجانبي الأولي للشاطئ العابر للشاطئ ، والذي يمكن اعتباره في حالة توازن ديناميكي إلى حد ما مع ظروف هيدروديناميكية تحدث بشكل طبيعي ، أثناء عاصفة شديدة. تتطلب مستويات المياه الأعلى كثيرًا وارتفاع الموجات الأعلى وفترات الذروة شكلًا مختلفًا تمامًا لملف تعريف التوازن عن شكل المظهر الجانبي الأولي. ستحدث عمليات نقل للرواسب الموجهة إلى البحر ، خاصة مع تآكل الرمال من الكثبان الرملية.
يؤدي هجوم الموجة عند قدم الكثبان الرملية إلى زيادة انحدار شكل الكثبان الرملية الذي قد ينهار بسبب الانهيار الجليدي. قد يؤدي هجوم الموجة أيضًا إلى حدوث شق عند قدم الكثبان الرملية مما يؤدي إلى فشل جماعي: انهيار لوح من الكثبان الرملية ، يبدأ عن طريق التصدع الشد في السطح العلوي من الكثبان الرملية متبوعًا بفشل القص على طول مستوى الفشل الداخلي أو الانقلاب بسبب وزن المتراكمة.

القياس الكمي لتآكل الكثبان الرملية

على الرغم من أهمية التأثيرات ثلاثية الأبعاد بشكل عام في عملية تآكل الكثبان الرملية ، غالبًا ما يتم اعتماد نهج 1D أو 2DV ، مع تجاهل التباين على طول الشاطئ. في هذه الحالة ، تعتبر عملية تآكل الكثبان الرملية بمثابة مشكلة نقل الرواسب عبر الشواطئ الموجهة نحو البحر. يتم نقل الرمال من الكثبان الرملية إلى المياه العميقة وتستقر هناك.
يتكون النهج الأول من افتراض توازن الرواسب المغلق في اتجاه عبر الشاطئ. نفس الحجم من الرمال التي تآكلت من الكثبان الرملية والجزء العلوي جدًا من ملف التعريف عبر الشاطئ يتراكم في الأسفل في ملف التعريف عبر الشاطئ. [بسبب الاختلافات في مسامية مادة الكثبان المتآكلة (غالبًا ما تكون معبأة بشكل غير محكم) والمواد المستقرة (غالبًا ما تكون معبأة بشكل أكثر كثافة قليلاً) ، لا يتم إغلاق توازن الحجم دائمًا بشكل صارم.]
أثناء هبوب العواصف الشديدة ، مع زيادة كبيرة في مستوى المياه (من الممكن زيادة مستوى المياه لبضعة أمتار على طول بعض السواحل) يتم نقل كميات ضخمة من الرمال من الكثبان الرملية في اتجاه البحر . ونظرًا لأن تآكل الكثبان الرملية عملية قصيرة الأمد إلى حد ما ، فإن بعض طرق الحساب لا تأخذ في الاعتبار سوى عمليات النقل الموجهة إلى الخارج .

طريقة التشكيل الجانبي للتآكل

يمكن الحصول على تقدير سريع من الدرجة الأولى لتآكل الكثبان الرملية بافتراض أن المظهر الجانبي لتعرية العاصفة قريب من ملف توازن العاصفة. هذا الافتراض غير واقعي بالنسبة للعواصف قصيرة المدة ويبالغ بشدة في تقدير تآكل الكثبان الرملية في هذه الحالة. ومع ذلك ، بالنسبة للعواصف طويلة الأمد ، والتي تنتج خسائر كبيرة في الكثبان الرملية مع احتمال تجاوز منخفض ، فإن افتراض ملف توازن ما بعد العاصفة ليس غير معقول. لا تزال هذه الطريقة مستخدمة في هولندا ، إلى جانب طرق أخرى أكثر تقدمًا ، لتوفير حد أعلى من تآكل الكثبان الرملية المحتمل. وهو يعتمد على ملامح توازن ما بعد العاصفة التجريبية التي تم إنشاؤها بواسطة التجارب المعملية والتحقق من صحتها من خلال البيانات الميدانية للساحل الهولندي .