Canterbury Bight

Canterbury Bight
Flygfoto över Kaitorete Spit och Lake Ellesmere / Te Waihora, som visar den norra änden av Canterbury Bight
Canterbury Bight Canterbury Bight tar upp mycket av den kantabriska kusten söder om Banks Peninsula. Canterbury Bight Canterbury Bight (Oceanien)
Plats	Canterbury , Nya Zeeland
Koordinater
Typ	Oceanisk bukt
Primära inflöden	Lake Ellesmere / Te Waihora , Rakaia River , Ashburton River / Hakatere , Rangitata River
Primära utflöden	Stilla havet
Basin länder	Nya Zeeland
Avräkningar	Timaru

Canterbury Bight är en stor bukt på den östra sidan av Nya Zeelands södra ö . Viken löper cirka 135 kilometer (84 mi) från den södra änden av Banks Peninsula till bosättningen Timaru och vetter mot sydost, vilket utsätter den för stormvågor med hög energi med ursprung i Stilla havet . Viken är känd för tuffa förhållanden som ett resultat, med våghöjder på över 2 meter (6,6 fot) vanliga. Mycket av vikens geografi formas av denna högenergimiljö som interagerar med flera stora floder som kommer in i Stilla havet i viken, såsom floderna Rakaia , Ashburton/Hakatere och Rangitata . Sediment från dessa floder, övervägande Greywacke , avsätts längs kusten och sträcker sig upp till 50 kilometer (31 mi) ut till havet från den nuvarande kustlinjen. Flera hapua , eller flodmynande laguner , kan hittas längs buktens längd där vågor har avsatt tillräckligt med sediment för att bilda en barriär över en flodmynning, inklusive framför allt Lake Ellesmere / Te Waihora och Washdyke Lagoon

Zoner i Canterbury Bight

Canterbury Bight kan delas upp i tre distinkta regioner: Southern Zone, Central Zone och Northern Zone.

Södra zonen

Den södra zonen går från Dashing Rocks vid Timaru i söder till Rangitataflodens mynning i norr. Funktioner inkluderar Washdyke Barrier och Washdyke Lagoon .

Central zon

Centralzonen är den största och löper mellan Rangitataflodens mynning och Taumutu på den södra änden av Kaitorete Spit . Okonsoliderade alluviala klippor inbäddade med sand och silt, som backar branta, smala, blandade sand- och grusstränder, förenar denna zon. Klipporna är resultatet av erosion av Rangitata River, Ashburton River / Hakatere och Rakaia River alluvial fans, vars mynningar alla omfattas av denna region. Fortsatt klipperosion bidrar med cirka 70 % av det grova materialet som tillförs de blandade sand- och grusstränderna i Canterbury Bight.

Norra zonen

Den norra zonen löper från Taumutu till Banks Peninsula och representerar "neddriften" i bukten. Denna zon domineras av Kaitorete Spit (egentligen en barriär) och backas upp i stor utsträckning av dynsystem. Kaitorete "Spit" omsluter Lake Ellesmere / Te Waihora , den fjärde största sjön i Nya Zeeland. Detta är den enda zonen som inte är i ett långsiktigt erosionstillstånd.

Sedimentingångar

Generellt sett finns det sex potentiella sedimentkällor för strandmiljöer. Dessa är longshore-transporter , landtransporter, vindtransporter, flodtransporter (och alluviala klippor för Canterbury Bight), biogen (främst i skalform) deposition och vätehaltig deposition. I Canterbury Bight-systemet kan vindtransport och biogena och vätehaltiga avsättningar uteslutas som medel för tillförsel av sediment. Vind kan uteslutas eftersom den verkar för att ta bort sediment från stranden även om detta inte är en betydande mängd. Biogenavlagring kan uteslutas eftersom högenergimiljön och grova sediment avskräcker skaldjur från att ockupera området. Slutligen anses vätehaltig avsättning inte vara viktig för Canterbury Bight-systemet. Detta innebär att floder, långstrandstransporter och landtransporter är de huvudsakliga sedimentkällorna för Canterburybukten.

floder

Erosion av de alluviala klipporna (och efterföljande långstrandstransporter) genom den centrala zonen i Canterburybukten tros ge det mesta av det grova materialet till strandsystemet. Detta skapar en gåta, eftersom floder är allmänt accepterade att vara den huvudsakliga källan till sediment till kuster och tre stora floder (Rangitata, Ashburton och Rakaia) rinner ut i Canterburybukten. Dessutom är den totala mängden sediment som floderna transporterar till kusten proportionell mot andra floder över hela världen. Det första skälet till att floderna inte tillför en betydande mängd sediment till kusten är att det grova sedimentet (dvs. grus) transporteras till havs under översvämningar där vågor inte kan återföra det till kusten och/eller det deponeras längre in i landet. flodkanal. Det andra skälet är att det material som kan ge näring till kustlinjen (dvs. grovt material som grus) som tillhandahålls av floder uppskattas till endast cirka 176 700 m3/år även om detta värde är mycket spekulativt. Denna uppskattning av tillförseln av grova sediment motsvarar endast mindre än 10 % (i vikt) av sedimentet som tillförs av flodsystemen. Resterande 90 % (i vikt) är fint material, som inte kan ge näring till Canterbury Bight och transporteras offshore.

Alluviala klippor

Erosionen av alluviala klippor som finns i den centrala zonen orsakas främst av underflygningsprocesser följt av marina processer som tar bort det eroderade materialet. Detta eroderade material utsätts sedan för långstrandstransport, vilket i Canterburybuktens fall till övervägande del är från söder till norr. Uppskattningar av erosionshastigheten varierar längs kusten men är i genomsnitt cirka 8m/år (återgång mot land), även om höga erosionsnivåer på en plats kan påverka detta värde. De marina processerna inkluderar swash och backwash, där de större storminducerade vågorna skapar starkare swash/backwash, vilket tar bort mer eroderat material. Mängden grus som tillförs kusten från klipporna uppskattas till cirka 666 400 m3/år även om detta värde också är spekulativt.

Landtransport

Landtransport av sediment anses vara en sekundär sedimentkälla för Canterbury Bight. I offshorezonen är sedimentrörelsen obehindrad eftersom den lokala batymetrin på kontinentalsockeln är relativt platt utan några större hinder. På grund av detta tros stormvågor vara kapabla att flytta sediment på land (genom att öka vattenhastigheten nära bädden) men på grund av den mycket turbulenta svaj-/bakspolningszonen kommer bara en liten del av sedimentet att finnas kvar på land.

Sedimentutsläpp

Bevis för longshore transport är lätt uppenbara på Canterbury Bight. Dessa inkluderar bildandet av Kaitorete-barriären, en landform som förknippas med transport av sediment längs kusten. Canterbury Bight eroderar inte på grund av att nettotransporten längs kusten överstiger sedimenttillförseln, men för det första Banks Peninsula och basaltklipporna vid Dashing Rocks betydande transporter ut ur Canterbury Bight-systemet genom att hindra vidare transport. För det andra verkar långa transporter ha avtagit eftersom lite sediment har ackumulerats vid den neddrivna änden av viken sedan 1950-talet, vilket tyder på att sediment försvinner från stränder innan de når Banks Peninsula. Detta har tillskrivits sediment som blivit finare efter att ha genomgått nötning , vilket gör att det kan rivas från stranden. För att förstärka denna slutsats är backspolning betydligt svagare än swash eftersom det finns mycket perkolering genom det grova strandmaterialet. Svagare backspolning gör att sedimentet måste vara mindre för att det ska kunna tas bort från stranden. Uppskattningar av mängden sedimentförluster på grund av nötning skiljer sig mycket åt med studier som ger siffror på 76%, 9-98% och 5-65%.

Sedimenttransportmekanismer

Långstrandstransport

Sediment som avlägsnas från klipporna, förs till land från havs och sedimentet som tillförs av floder som finns kvar i den nedre strandzonen, genomgår långstrandstransport . De huvudsakliga medlen är swash och backwash, som verkar för att flytta materialet upp och ner på stranden i sicksack. Nästan alla förändringar i strandmorfologi och sedimentfördelning som observerats produceras av swash och backwash. Riktningen och hastigheten för transport av sediment längs kusten är en funktion av vågvinkeln, vågstyrkan och tiden mellan på varandra följande vågor. Slutresultatet av detta är en nettomigrering norrut av grova sediment, övervägande i swashzonen. Detta beror på att endast dyningar/vågor som rör sig från söder till norr i allmänhet är starka nog att flytta stora sediment. Sediment som avlägsnas från backshoren flyttas till övervägande del offshore snarare än längs kusten eftersom endast stora sydliga stormvågor och deras efterföljande svaj, som vanligtvis flyter vinkelrätt mot stranden, kan nå detta område. Riktningen för vågens ansats är ofta relativt vinkelrät på grund av vågbrytningen . Detta innebär att långstrandstransporter huvudsakligen sker i den kustnära swashzonen.

Vind

Vinden spelar också en roll i transporten av sediment. De mest frekventa hastigheterna som vindarna når i Canterburybukten kan förflytta medelstora till grova sandpartiklar. Dessa vindar tillskrivs sandens rörelse från stranden mot sanddynerna, inklusive de vidsträckta dynryggarna längs Kaitorete-barriären. Vind har också en sekundär effekt av sedimenttransport, särskilt starka vindar efter sydlig dyning. Dessa vindar tvingar vågtopparna på de sydliga stormvågorna att spilla (spillbrytare). Spillande brytare ger en längre och starkare swash. Med tanke på att swash är en komponent av longshore drift på Canterbury Bight, är det lätt att anta att dessa vågor i sig kommer att orsaka en ökning av sedimenttransport, särskilt från söder till norr. Men som diskuterats tidigare verkar stormvågor mer för att avlägsna sediment till havs än längs det.

Kustförvaltning

Nuvarande erosionsförhållanden

Erosion sker längs 75 % av Canterbury Bight. På lång sikt är de flesta blandade sand- och grusstränder i ett erosionstillstånd på grund av bristen på tillgängligt grovt sediment som behövs för att motstå de högenergimiljöer de vistas i. I den norra zonen dock från Taumutu till Birdlings Flat/Banks Halvöns förhållanden är relativt stabila eftersom transporten längs kusten in i zonen är liten, men tillräcklig för att upprätthålla en relativ jämvikt. Centralzonen, från Rangitataflodens mynning till Taumutu, upplever den värsta erosionen längs viken. Uppskattningarna varierar beroende på erosionshastigheten men ett genomsnitt på 8m/år ges, men detta värde kan påverkas av höga erosionsnivåer på en plats. Höjden på klipporna som kännetecknar denna zon och storleken på stranden framför dem är en styrande faktor för erosionshastigheten. Den södra zonen, från Dashing Rocks Timaru till Rangitata-flodens mynning, genomgår också erosion, men i takter som inte är så allvarliga som längs den centrala zonen. Washdyke Barrier är det största problemet i denna zon.

Förvaltningen av Canterbury Bight kontrolleras och regleras av Environment Canterbury (Ecan). Ecan tror att den ökade risken för erosion och översvämning av havsvatten i många fall orsakas av den olämpliga placeringen av tillgångar och aktiviteter och av ett beroende av otillräckliga arbeten för att skydda från havet. För att undersöka kustfaror , Ecan; etablera och upprätthålla samarbete med väder- och tsunamiprognosbyråer vid utfärdande av varningar om potentiellt skadliga naturhändelser, bedöma effekterna av faror på kusten och regelbundet samla in data om havs-/strandlinjeförhållanden för att fastställa eventuella förändringar i förekomsten av faror och kustens fysiska natur samt fastställa områden som kräver riskreducering.

Pågående kustförvaltningsinitiativ

Erosion och efterföljande översvämning av havsvatten utgör ett allvarligt hot längs Canterburybukten. Hittills har erosion lett till förlust av jordbruksmark, hotat värdefull infrastruktur och vissa semesterbosättningar och minskat kustlaguner och våtmarker. Ett av de viktigaste områdena är Washdyke-barriären. Strandlinjen vid Washdyke höll på att eroderas innan byggandet av Timaru-hamnen påbörjades 1879. Hamnen har förhindrat att sediment transporteras från söder vilket innebär att inget grovt sediment kan ge näring åt Washdykes strand/barriär. Materialet som för närvarande finns på stranden genomgår nötning (diskuterat ovan), vilket har minskat kornstorlekarna och sänkt barmhöjderna vilket ökar mängden spolning, vilket ytterligare ökar erosionen.

Denna process har skapat en betydande fara, eftersom Washdyke-barriären är den enda skyddslinjen mellan högenergihavet och värdefull infrastruktur inklusive State Highway 1, en viktig järnväg och ett stort industriområde. Dessutom skyddar barriären Washdyke Lagoon, som är ett uppskattat djurlivsområde.

1980, för att hantera erosionsrisken från Washdyke-barriären, höjdes höjderna med 2,0–2,5 m för att minimera spolning, spolningssediment användes för att fylla strandens kropp och flodgrus användes för att täcka strandkrönet. Detta program övervakades under fem år och visade att erosionen minskade med 55 %, utan reträtt eller spolning. Obehandlade intilliggande stränder upplevde betydande reträtt under femårsperioden, vilket visar att programmet var mycket framgångsrikt.

Rekommendationer för kustförvaltning

Det finns ett tydligt behov av att ytterligare minska riskerna för kusterosion längs viken genom kustförvaltning . Åternäringen av Washdyke-barriären har visat sig vara en framgångsrik satsning för det området även om det bara har minskat hotet, snarare än helt tagit bort det. Framgången med åternäringsprogrammet innebär att det bör användas igen för detta område. Längs den centrala zonen i Canterburybukten behövs olika begränsningsmetoder för att minska erosionsriskerna. Ett stort dilemma skapas, eftersom sediment behövs från detta område för att ge näring till den norra zonen, som utan den själv skulle börja erodera. Med tanke på detta finns bara tre alternativ kvar, antingen gör ingenting, dra dig tillbaka från kusten eller ständigt åternära området med stora sediment. Att göra ingenting är ett alternativ för vissa områden där det inte finns någon ekonomisk eller kulturell betydelse och erosion inte utgör någon risk för något värdefullt. Föremål som kan flyttas landåt utan att drabbas av betydande förluster bör flyttas i en hanterad reträtt . Slutligen skulle åternäring kunna användas sparsamt i områden där föremål inte kan flyttas eller har någon form av värde. Åternäring skulle vara den idealiska metoden som används för hela kustlinjen, men detta är inte rimligt på grund av områdets storlek och kostnaden för åternäring.