Small-Scale Morpho-Sedimentary Dynamics in the Swash Zone of a Megatidal Mixed Sand–Gravel Beach

On mixed sand–gravel beaches, impacts from gravel- and cobble-sized grains—mobilized by the energetic shorebreak—limit the utility of in situ instrumentation for measuring the small-scale response of the beach face on wave period time scales. We present field observations of swash zone morpho-sedimentary dynamics at a steep, megatidal mixed sand–gravel beach using aeroacoustic and optical remote sensing. Coincident observations of bed level and mean surficial sediment grain size in the swash zone were obtained using an array of optical cameras paired with acoustic range sensors. Lagrangian tracking of swash-transported cobbles was carried out using an additional downward-oriented camera. The principal objective of the study was to investigate linkages between sediment grain size dynamics and swash zone morphological change. In general, data from the range sensor and camera array show that increases in bed level corresponded to increases in mean grain size. Finer-scale structures in the bed level and mean grain size signals were observable over timescales of minutes, including signatures of bands of coarse-grained material that migrated shoreward with the leading edge of the swash prior to high tide berm formation. The direction and magnitude of cobble transport in the swash varied with cross-shore position, and with the composition of the underlying bed. These results demonstrate that close-range remote sensing techniques can provide valuable insights into the roles of cobble-sized versus sand-sized particle dynamics in the swash zone on mixed sand–gravel beaches.

ОЦЕНКА РИСКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ПОБЕРЕЖЬЕ ОСТРОВОВ РУССКИЙ И ШКОТА (ЗАЛИВ ПЕТРА ВЕЛИКОГО, ЯПОНСКОЕ МОРЕ)

В береговой зоне отмечается проявление наиболее опасных природных катастрофических событий. Изучение этой зоны необходимо для более верного выбора оптимального пути ее развития. Очень ограниченное число исследований концентрируются на оценке опасности аномальных природных процессов. В данной работе была выполнена балльная оценка потенциальной опасности воздействия аномальных природных процессов на береговую зону островов Русский и Шкота. Для этого была проведена типология берегов островов Русский и Шкота. Всего на о. Русский выделено четыре типа и двенадцать подтипов берегов. На о. Шкота было выявлено четыре типа и восемь подтипов берегов. На обоих островах были определены коэффициенты расчлененности берегов. Этот показатель равен отношению между длиной берега и геодезической линии, соединяющей концы участка берега. Рассмотрены особенности воздействия опасных природных процессов (цунами, штормовых нагонов, оползней, обвалов, абразии) на побережье островов Русский и Шкота. На обоих островах эти процессы распространены в полной мере. Цунами подвержено в основном восточное побережье островов, штормовые нагоны развиты на всем протяжении берегов островов, а оползни и обвалы распространены достаточно дисперсно на обоих островах. Используя балльную систему оценки от 1 до 3, где 1 это наличие процесса (его слабое проявление), 2 среднее проявление, а 3 потенциальная опасность (для оползней и обвалов), были выявлены наиболее опасные типы и подтипы берегов островов. На о. Русский наиболее опасными подтипами берегов являются абразионноденудационные берега с обрывистым типом берегового уступа и узкими валунногалечными пляжами восточного побережья. На о. Шкота также наиболее опасными подтипами берегов являются абразионноденудационные берега с обрывистым типом берегового уступа и с узкими валунногалечными пляжами.The coastal zone researching is an important direction of geomorphology. In this zone is existed many hazardous natural processes. Coastal zone is a most important contact geosystem, where interacting different types of a nature use. In common, very important to investigate this zone for more correcting choice of optimal way of its solution. One of the main limited factors, that confine it are hazardous natural processes. Very limited number of scientists concentrates on hazardous anomalous natural processes estimation. It is revealed a scorecard method of potential hazard of natural processes influence on the Russky and Shkota coastal zone. It is given the coastal typology of Russky and Shkota islands. It is dedicated four coast types and twelve coast subtypes in Russky island. It is identified four coast types and eight coast subtypes in Shkota island. It is explicated a number of permeable intervals. This indicator is equal to relation between coastal length and geodesic line that connect both termination of a coast. Are examined special aspects of a hazardous natural processes influence (tsunami, storm surges, landslides, avalanches, abrasion) on Russky and Shkota Islands coast. These processes diffuse on both islands in full degree. Tsunami segregate on eastern islands coast, storm surges manifest on all stretch of islands coasts. Landslides and avalanches concentrate dispersily on both islands. By the use scorecard method from 1 to 3, where 1 is a process availability, but 3 is a potential hazard (for landslides and avalanches), it is revealed the most hazardous types and subtypes of islands coasts. The most hazardous subtypes of coasts for Russky Island are abrasion and denudation coasts with a steep type of coastal bench and narrow boulder and gravel beaches of eastern coast. The most hazardous subtypes of coasts for Shkota Island also are abrasion and denudation coasts with a steep type of coastal bench and narrow boulder and gravel beaches.