Relief and internal structure of the subaqueous sand dunes in the Vistula River mouth

• Autorzy: Wróblewski R. , Dworniczak J. , Rudowski S. , Lisimenka A. , Ofierska W.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.7454

Warianty tytułu

PL

Rzeźba i budowa form dna w korycie ujścia Wisły

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of bathymetric and seismoacoustic measurements carried out in the canal of the Vistula River mouth (pol. Przekop Wisły). The surveys were conducted with the use of a multibeam echosounder and a parametric sub-bottom profiler. It made it possible to obtain a high resolution bottom morphology measurement, and to identify and characterize an internal structure of subaqueous bedforms. Presence of multiple series of small to large dunes, with their length ranging from 5 up to 55 m and height from 0.1 up to 1.5 m, was established. They were composed mainly of poorly graded medium-grained sands. The nature of the sediment graining was relatively uniform. Significant diversity in terms of the formation sizes was observed, and itwas only loosely dependent on their depth and location within individual relief units. Collateral medium and small formations were found everywhere among the large formations. The bedforms consisted of well-developed steep cross-coset stratification structure. It has been ascertained that the cross-coset thickness of this formation was greater (or equal) than its height. The scope of this work is to identify the relief and structure of subaqueous dunes for the purpose of the assessment of flow properties and bottom conditions in both recent and palaeoenvironments. The obtained results are crucial for determining the state of the Przekop Wisły canal, indicating potential limitations to unconstrained flow of spate water and ice drifting as well as navigation conditions.

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów fal piaszczystych występujących na dnie sztucznego kanału ujściowego rzeki Wisły (Przekop Wisły). Dno kanału pokrywają serie asymetrycznych fal piaszczystych, o długości do ok. 50 m i wysokości do ok. 1,5 m, zbudowanych z piasków średnio i gruboziarnistych, ze strukturą dobrze wykształconych zespołów stromego, skośnego warstwowania. Podstawę badań stanowiły rejestracje dna wykonane w 2013 roku z użyciem echosondy wielowiązkowej i parametrycznego profilowania sejsmicznego systemem SES. Zastosowanie echosond wielowiązkowej zapewniło możliwość prowadzenie pomiarów morfologii form w odniesieniu do obrazu rzeźby dna. Rejestracja SES posłużyła do rozpoznania i scharakteryzowania wewnętrznej struktury form. Określono relację fal piaszczystych względem uziarnienia osadu, położenia w obrębie jednostek rzeźby, głębokości oraz miąższości zespołów stromego, skośnego warstwowania. Stwierdzono duże zróżnicowanie wielkości form nie wykazujące ścisłej korelacji z głębokością czy położeniem w obrębie jednostek rzeźby. Wszędzie, oprócz form dużych, występowały również formy średnie i małe. Celem pracy jest rozpoznanie rzeźby i budowy fal piaszczystych dla oceny charakteru przepływu i stanu dna w środowiskach współczesnych i kopalnych. Uzyskane wyniki mają istotne znaczenie dla określania stanu kanału Przekop Wisły wskazując na ograniczoną możliwość zapewnienia swobodnego spływu wód wezbraniowych oraz lodu, a także na ograniczenie warunków nawigacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

alluvial bedforms; cross-bedded deposits; multibeam echosounder; MBES; sediment echosounder (SES)

PL

formy dna skośnie warstwowane; echosonda wielowiązkowa; parametryczny profilomierz sejsmiczny

• Wydawca: Instytut Morski w Gdańsku
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Morskiego w Gdańsku
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 33, No. 1
• Strony: 24--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Wróblewski R.

• Maritime Institute in Gdańsk, Department of Operational Oceanography, Gdańsk, Poland
• University of Gdańsk, Institute of Geography, Department of Geomorphology and Quaternary Geology, Gdańsk, Poland

autor

Dworniczak J.

• Maritime Institute in Gdańsk, Department of Operational Oceanography, Gdańsk, Poland

autor

Rudowski S.

• Maritime Institute in Gdańsk, Department of Operational Oceanography, Gdańsk, Poland

autor

Lisimenka A.

• Maritime Institute in Gdańsk, Department of Operational Oceanography, Gdańsk, Poland

autor

Ofierska W.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Ashley G.M., (1990). Classification of large-scale subaqueous bedforms: a new look at an old problem. Journal of Sedimentary Research 60 (1), 161-172.
• [2] van Dijk T.A.G.P., Kleinhans G., (2004). Processes controlling the behaviour of sand waves and megaripples in the North Sea. Proceedings of “Marine Sandwave and River Dune Dynamics”, 1-2 April 2004, Enschede, The Netherlands, 290-299. .pdf
• [3] Flemming B.W., (2000). The role of grain size, water depth and flow velocity as scaling factors controlling the size of subaqueous dunes. In: A. Trentesaux, T. Garlan (eds.), Marine Sandwave Dynamics. Proceedings of an Internaltional Workshop held in Lille, France, 23-24 March 2000, University of Lille 1, Lille, 55-60. http://www.shom.fr/fileadmin/SHOM/PDF/04-Activites/sedimentologie/marid123/TPflemprem.pdf.
• [4] Gradziński R., Kostecka A., Radomski A., Unrug R., (1986). Zarys sedymentologii. Wyd. Geol., Warszawa, 1-628.
• [5] Hajek E.A., Heller P.L., (2012). Flow-depth scaling in alluvial architecture and nonmarine sequence stratigraphy: example from the Castlegate Sandstone, Central Utah, U.S.A. Journal of Sedimentary Research, 82, 1-11. DOI: 10.2110/jsr.2012.8
• [6] Kałas M., Rudowski S., Lisimenka A., Wróblewski R., Gajewski Ł., Nowak J., Spacjer R., Konieczny W., Szyłejko W., Sosnowski D., (2013). Monitoring zmian warunków batymetrycznych w obszarze stożka usypowego oraz przyujściowego odcinka Wisły. WW IMG, Instytut Morski w Gdańsku, 6810, 1-40.
• [7] Leclair S.F., (2002). Preservation of cross-strata due to the migration of subaqueous dunes: an experimental investigation. Sedimentology, 49, 1157-1180.
• [8] Lisimenka A., Rudowski S., (2013). Bedform characterization in river channel through 2D spectral analysis. MARID 2013. Fourth International Conference on Marine and River Dune Dynamics, Bruges, Belgium, 15-16 April 2013, 177-181.
• [9] Reineck H.E., Singh I.B., (1980). Depositional sedimentary environments. SpringerVerlag, Berlin, 1-683.
• [10] Rudowski S., (1986). Środowisko sedymentacyjne rewowego wybrzeża morza bezpływowego na przykładzie południowego Bałtyku. In: R. Gradziński (ed). Wyniki badań sedymentologicznych w Polsce – wybrane zagadnienia. Studia Geologica Polonica, 87, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, s. 76.
• [11] Rudowski S., Edut J., Wróblewski R., Dworniczak J., Lisimenka A., JereczekKorzeniewska K., Galer-Tatarowicz K., (2017). Granulometry of bottom sediments of the Przekop Wisły canal. BMI, 32 (1), 14-20.
• [12] Rudowski S., Lisimenka A., Kałas M., Wróblewski R., Sitkiewicz P., (2017). Uwagi o stanie dna Przekopu Wisły. Gospodarka Wodna, 2 (818) (luty 2017), 58-61.
• [13] Sambrook Smith G.H., Best J.L., Orfeo O., Vardy M.E., Zinger J.A., (2013). Decimeterscale in situ mapping of modern cross-bedding dune deposits using parametric echosounding: a new method for linking river processes and their deposits. Geophysical Research Letters, 40, 3883–3887. DOI: 10.1002/grl.50703.
• [14] Whitmeyer S.J., FitzGerald D., (2006). Sand waves that impede navigation of inlet navigation channels. ERDC/CHL CHETN IV-68, Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Research and Development Center. http://www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf ?AD=ADA454191.
• [15] Wróblewski R., Rudowski S., Dworniczak J., Lisimenka A., (2016). Morphology of the bottom of the Przekop Wisły canal. BMI, 31(1), 181-188.
• [16] Zieliński T. (2015). Sedymentologia: osady rzek i jezior. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, Poznań, 1-594.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).