Природные и техногенные факторы
современного развития берегов восточной части Азовского моря
Востриков Антон
Владимирович
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени кандидата
географических наук
Краснодар -2006
Работа выполнена на
кафедре геологии и геоморфологии географического факультета Кубанского
государственного университета
Общая характеристика
работы
Актуальность темы исследования.
В последние десятилетия берега восточной части Азовского моря испытывают все
возрастающее разрушение вследствие негативного развития природных и техногенных
процессов. Резко активизировалась абразия, особенно на участках, где нет пляжей
или их ширина недостаточна для гашения энергии штормовых волн. В результате
подрезки основания береговых обрывов из лессовидных суглинков широкое развитие
получили оползни, обвалы и осыпи. Крутые участки береговых склонов подвержены
эрозии, физическому выветриванию и др. Размыву подвергаются пляжи и
аккумулятивные формы в виде пересыпей и кос.
Общий рост техногенного
воздействия усиливает негативное развитие береговых процессов. Из-за
загрязнения моря неочищенными хозяйственными и коммунальными стоками существенно
снизился объем воспроизводства раковинного материала, который является
важнейшей составляющей баланса наносов береговой зоны. Подъем уровня Мирового
океана в значительной степени ускоряет темпы разрушения берегов.
До настоящего времени
отсутствуют публикации по количественной оценке скорости абразии коренных
берегов Азовского моря, основанных на математическом моделировании абразионного
процесса. В данной работе предпринята попытка восполнить этот пробел.
Степень обоснованности.
Прикладные аспекты диссертации связаны с разработкой научных рекомендаций по
рациональному освоению, использованию и защите берегов восточной части
Азовского моря от абразии и размыва. Отсутствие крупных обобщений в этой
области явилось причиной существенного отставания науки от требований практики.
Это относится, прежде всего, к проведению берегозащитных мероприятий. В течение
многих десятилетий эту проблему пытались решить путем строительства различных
типов гидротехнических сооружений (подпорные и волноотбойные стенки, буны и т.п.).
Это не привело, однако, к решению проблемы.
Необходимость коренного
пересмотра прежних подходов к защите морских берегов отражена в ряде
постановлений директивных органов, в частности, постановлении Правительства
Российской Федерации от 02.01.1992 года № 02 "О неотложных мерах по защите
берегов Черного и Азовского морей от разрушения и улучшению экологического
состояния прибрежных курортных зон". В решении этих вопросов большое
значение имеют современные теоретические разработки по регулированию береговых
процессов, использованию метода природных аналогов, моделированию морских
берегов по принципам "геоники", искусственному пляжеобразованию и др.
Цель работы заключаются
в установлении современных тенденций и количественной оценке динамики и
развития берегов восточной части Азовского моря, прогнозу их будущих изменений
в условиях новейшей трансгрессии Мирового океана. Особое внимание уделено
выявлению причинно-следственных связей, ускоряющих разрушение коренных берегов
и аккумулятивных форм.
Для достижения
поставленной цели решались следующие задачи:
На основе обобщения
имеющихся литературных и фондовых материалов, а также результатов собственных
натурных и теоретических исследований автора показать роль в современном
развитии береговой зоны восточной части Азовского моря природных и техногенных
факторов.
Изучить причины
ускорения темпов абразии коренных берегов и размыва пляжей и аккумулятивных
форм.
Выявить особенности
современной динамики и развития кос «азовского типа» (на примере Ясенской
косы).
Провести анализ развития
косы Тузла в естественном режиме, а также ее современного состояния после
восстановления коренной части
На основе математической
модели абразионного процесса дать количественную оценку скорости отступания
коренных берегов восточной части Азовского моря
Предложить современные
методы и технологии инженерной защиты абразионных берегов из легкоразмываемых
пород и их природных аналогов.
Объектом исследования
является береговая зона восточной части Азовского моря.
Предметом исследования
выступают процессы и модели абразионных берегов, а также подходы к защите
аккумулятивных берегов Азовского моря.
Методы исследования. Для
характеристики современного состояния берегов использованы литературные и
фондовые источники, а также материалы генеральных схем инженерной защиты
берегов Азовского моря (Гипрокоммунстрой, 1982; ЦНИИП градостроительства, 1992
и др.); отчеты о научно-исследовательских работах и экспедициях ЧО ЦНИИС (в
настоящее время НИЦ “Морские берега”), географического факультетов Московского
и Ростовского университетов, Южного отделения Института океанологии РАН ,
Кубанской устьевой станции Роскомгидромета, материалы инженерно-геологических и
гидрологических изысканий ОАО «Кубаньводпроект», ГУСНПП
«Краснодарберегозащита». Использованы также результаты собственных
геоморфологических наблюдений на различных участках восточного побережья
Азовского моря (2001-2006 гг.).
Для количественной
оценки изменений берегов использованы данные повторного нивелирования пляжей и
промеров глубин, съемки береговой линии разных лет, результаты
гранулометрического анализа проб береговых и донных наносов, крупномасштабные
карты и аэрофотоснимки, а также материалы режимных наблюдений Кубанской
устьевой станции и Ростовского университета (1974–1978 гг.), результаты
математического моделирования и расчет параметров волн на глубокой воде и в
зоне обрушения. Для прогнозных оценок эволюции берегов использован
палинологический анализ позднеголоценовых толщ лиманно-дельтовых отложений,
выполненный географическим факультетом МГУ.
В ходе работы над
диссертацией проведены поисковые исследования и обобщение отечественного и
зарубежного опыта защиты абразионных берегов из легкоразмываемых пород. Дано
обоснование выбора Шиловского участка берега в качестве природного аналога для
разработки типовых инженерных решений по защите абразионных берегов Азовского
моря от волнового разрушения и обвально-оползневых процессов.
По полученным данным
проведена верификация существующих и разработаны модели переформирования
аккумулятивных форм и пляжей при ожидаемом подъеме уровня моря с учетом
геолого-геоморфологических и гидродинамических условий. Новизна такого подхода
предполагает взаимную корректировку результатов, полученных разными авторами.
Это позволяет разработать на основе материалов натурных и теоретических
исследований модель эволюции аккумулятивных форм.
Методологической основой
работы является понимание ведущей роли в современной динамике и развитии
берегов Азовского моря процессов абразии и биогенной аккумуляции, волнений и
течений, а также колебаний уровня моря нагонного характера. Все эти процессы в
зависимости от местных условий определяют масштаб и интенсивность береговых
процессов.
Основные положения,
выносимые на защиту:
1. Качественная и
количественная оценка современной динамики и развития берегов восточной части
Азовского моря.
2. Прогнозная модель
развития абразионных и аккумулятивных азовских берегов в условиях трансгрессии
Мирового океана.
3. Количественная оценка
скорости абразии коренных берегов восточной части Азовского моря (на примере
Шиловского участка).
4. Основные факторы
развития и эволюции косы Тузла до и после восстановления ее коренной части.
5. Основные методы и
технологии инженерной защиты берегов от волнового разрушения и
обвально-оползневых процессов.
Научная новизна работы
заключается в следующем:
Впервые для данного
региона уточнены современные темпы абразии и денудации коренных берегов,
сложенных слабоустойчивыми грунтами.
Построена модель
переформирования рельефа и контура береговой линии в условиях техногенных
нарушений экосистемы восточной части Азовского моря.
Выявлены причины низкой
эффективности укрепления берегов Азовского с помощью сооружений жесткого типа
(подпорные и волноотбойные стенки, буны и т.п.);
Предложены современные
методы и технологии защиты абразионных берегов.
Практическая значимость.
Полученные результаты исследований могут получить применение в решении ряда
теоретических и прикладных задач, в частности, по организации мониторинга
береговых процессов, при разработке природоохранных мероприятий; выработки
общей стратегии хозяйственного и рекреационного освоения восточного побережья
Азовского моря, научном обосновании технических решений по защите разрушаемых
участков в условиях прогнозируемых изменений уровня Мирового океана. Весьма
актуальной является выработка мер по снижению рисков хозяйственного освоения
прибрежных районов.
Личный вклад автора.
Автор осуществил сбор и обобщение литературных и фондовых материалов по
современной динамике и развитию берегов восточной части Азовского моря за
последние 50 лет. Автором разработана и апробирована математическая модель
развития абразионных и аккумулятивных берегов в условиях подъема уровня
Мирового океана. Дана прогнозная оценка переформирования берегов восточной
части Азовского моря под влиянием природных и техногенных факторов. Предложены
основные методы и технологии инженерной защиты азовских берегов от волнового
разрушения и обвально-оползневых процессов.
Апробация работы.
Основные результаты исследований были представлены на научно-практических
конференциях: «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем Южных
регионов России и сопредельных территорий» – XVII Межреспубликанская
научно-практическая конференция (Краснодар, 23 апреля 2004 г.), «Рельеф и
природопользование предгорных и низкогорных территорий» – Материалы
международной научно-практической конференции (Барнаул, 3-7 октября 2005 г.),
«Вестник Краснодарского регионального отделения Русского географического
общества» (Краснодар 2005 г.), «Актуальные вопросы экологии и охраны природы
экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» – Материалы XIX
межреспубликанской научно-практической конференции (Краснодар, 21 апреля 2006
г.), «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных
ресурсов и глобальной энергии» – Материалы юбилейной V международной
научно-практической конференции (Астрахань, 27-29 сентября 2006 г.),
«Вулканизм, биосфера и экологические проблемы» – IV международная научная
конференция (Туапсе 2006 г.).
По теме диссертации опубликовано
5 работ.
Структура работы.
Диссертация состоит из введения, 9 глав, заключения и списка использованных
источников, насчитывающего 123 наименования, в том числе 14 иностранных. Работа
проиллюстрирована 42 рисунками и 8 таблицами. Объем работы 142 страниц.
Автор выражает глубокую
благодарность своему научному руководителю д.г.н., профессору Ю.В.Ефремову за
ценные советы и рекомендации в работе над диссертацией. Автор признателен
сотрудникам кафедры социально-экономической и физической географии Ростовского
госуниверситета, кафедры геоморфологии и эволюционной географии Кубанского
госуниверситета. Особую благодарность выражаю д.г.-м.н., профессору Хрусталеву
Ю.П. за формулирование основных направлений научно-исследовательской работы
автора по теме диссертации.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
РАБОТЫ
Глава 1. Краткий обзор
истории изучения берегов Азовского моря. Начало исследований по геоморфологии и
динамике берегов Азовского моря было положено экспедициями в конце XIX - первой
половине XX веков /Соколов, 1895; Андрусов, 1918; Лисицын, 1922; Маков,
Молявко, 1940; Попов, 1947 и др./.
Крупные работы по
динамике и геоморфологии берегов Азовского моря были выполнены Зенковичем
/1956, 1957, 1958, 1962; Болдыревым /1956, 1958/, Аксеновым /1955, 1957, 1972/;
Будановым /1956/, Болдыревым и Невесским /1961/.
Систематическое изучение
береговой зоны Азовского моря было положено географическим факультетом
Ростовского госуниверситета в 60-е годы /Панов, 1965; Панов, Хрусталев,1966;
Мамыкина, 1959, 1960, 1961, 1965, 1971,1977; Мамыкина, Хрусталев,1980; Артюхин,
1982, 1989; Артюхин, Мамыкина,1978, Хрусталев, 1966,1977; Хрусталев, Щербаков
1968, 1974/. В этот период широко развернулись исследования современной
динамики азовских берегов, особенностей прибрежного осадконакопления /Александров,
1965; Мамыкина, Хрусталев, 1963, 1965, 1966,1980 и др./.
Анализу причин
разрушения берегов Азовского моря и возможным мерам по борьбе с этим явлением
посвящены работы Мамыкиной, Хрусталева /1980/, Губкина /1978/, Пешкова
/2000,2003/ и др. Вопросы теории абразионного процесса рассмотрены в работах
Есина, Савина, Жиляева /1980/; Есина, Дмитриева /1983/ и др. Влиянию
зарегулирования твердого стока р.Кубань на береговые процессы в Темрюкском
заливе посвящены работы Богучарскова, Иванова /1979/, Пешкова, Есина, Косьяна
/1999/, Пешкова /2003/. Основные проблемы прогноза развития побережья Азовского
моря в условиях антропогенных изменений природной среды показаны в статье
Пешкова, Поротова, Есина /1999/.
Хотя по азовским берегам
опубликовано большое количество статей, единственной обобщающей работой
остается монография Мамыкиной и Хрусталева /1980/. В ней подведены итоги
исследований на конец 70-х годов. К числу сводных публикаций можно отнести
также работу Артюхина /1989/ по влиянию антропогенного фактора на береговые
процессы. За весь последующий период вышло всего нескольких статей, но они
касались в основном частных вопросов динамики береговой зоны Азовского моря. Ни
в одной из них не учитывались современные тенденции развития, особенно на фоне
повышения уровня и усиления техногенного воздействия на природную среду.
Диссертационная работа ставит своей целью восполнить этот пробел.
Глава 2. Общая
физико-географическая характеристика береговой зоны восточной части Азовского
моря. В данной главе проведены систематизация и обобщение результатов натурных
исследований береговой зоны восточной части Азовского моря. Общая длина
береговой линии от границы с Ростовской областью до косы Чушка составляет 572
км. Их них 182 км (31,9%) приходится на берега Ейского, Бейсугского и
Ахтарского лиманов и 390 км (68,1 %) - на собственно морской берег.
Северо-восточную часть занимает обширный и мелководный Таганрогский залив.
Крупных островов нет. Рельеф дна ровный и нарушается лишь небольшими отмелями и
банками. Средняя глубина 7,4 м. Рельеф прибрежной части моря весьма
неоднороден. Высокие обрывы из рыхлых отложений неогенчетвертичного возраста
чередуются с аккумулятивными формами в виде пляжей, кос, пересыпей и баров.
Благоприятные условия способствуют широкому развитию морских скелетных
организмов, дающих раковинный материал, как основы баланса наносов береговой
зоны.
Абразионные берега
сложены в основном лессовидными суглинками, которые на некоторых участках
подстилаются глинами. Местами ниже суглинков находится песок и прослои глин.
Периодическое увлажнение песчаного слоя является причиной потери устойчивости
верхних блоков грунта, оползней и обвалов. При этом, вся плоскость берегового
обрыва постепенно смещается в сторону суши.
Основную роль в
разрушении коренных берегов восточной части Азовского моря играет абразия.
Особенно на участках, где нет пляжей или их ширина недостаточна для гашения
энергии штормовых волн. В результате подрезки основания клифа из лессовидных
суглинков широкое развитие получили обвалы и осыпи. Этому способствует слабая
устойчивость береговых пород к механическому и физическому воздействию.
Основная масса продуктов разрушения коренных берегов - это глинистые частицы,
которые не участвуют в пляжеобразовании и выносятся в виде взвеси на глубину. Наряду
с абразией, на обнаженной поверхности коренного берега активно протекают
эрозия, физическое и химическое выветривание и др. Общий рост техногенного
воздействия усиливает негативное развитие береговых процессов.
Глава 3. Общая
характеристика ветрово-волнового и уровенного режима. Течения. Циркуляция
водных масс в восточном секторе Азовского моря зависит от общего переноса воды
в южном направлении, ветро-волнового и уровенного режима. В связи с
мелководностью бассейна, скорость и направление течений зависит главным образом
от ветра. Поэтому течения совпадают в основном с направлением движения
воздушных масс. Частые по повторяемости ветры с СВ и ЮЗ определяют круговорот
воды по часовой или против часовой стрелки. При западных ветрах уровень моря
повышается, особенно в заливах. В придонном слое возникает сильное
противотечение в сторону моря. Это способствует быстрому замещению
поверхностного слоя донных осадков и снижает опасность концентрации
загрязняющих веществ.
Азовское море является
бесприливным. Изменения его уровня зависят от водного баланса и
неотектонических движений земной коры. Основной причиной периодических
изменений уровня является речной сток, соотношение испаряемости и атмосферных
осадков и др. Внутригодовой ход уровня имеет сезонный характер. На уровенный
режим Азовского моря большое влияние оказывает водообмен с Черноморским
бассейном. Сезонные колебания уровня обычно не превышают 20-35 см. Более
значимы сгонно-нагонные явления, величина которых зависит от силы и направления
ветра. Сгонно-нагонные колебания уровня имеют вид одноразовой сейши с узловой
линией, проходящей через центральную часть моря. Подъем уровня может достигать
4 м над ординаром. При этом затопление обширных низменных территорий от Темрюка
до Приморско-Ахтарска принимает катастрофический характер.
Волновой режим восточной
части Азовского моря определяется направлением и повторяемостью ветров. Малые
размеры моря и его мелководность существенно ограничивает развитие ветрового
волнения. Наибольшую опасность представляют штормовые ветры со скоростью больше
25 м/с. Они формируют волны высотой 3 –3,5 м и значительные нагоны. Период волн
не превышает 4-5 с, а длина - 50 м. Волны отличаются большой крутизной.
Для характеристики
гидрологического режима восточной части Азовского моря автором использованы
результаты статистического обобщения данных наблюдений за ветром и уровнем
/ГОИН, 1996/. На этой основе получены скорости ветра, высоты волн и отметки
уровня моря, возможные 1 раз в 25, 50 и 100 лет. Соответствующие расчеты
произведены в точках, которые достаточно корректно характеризуют ветро-волновой
режим исследуемого района. Расчеты скорости ветра и элементов волн для
восточной части Азовского моря выполнены для С, СЗ, З и ЮЗ румбов. Максимальные
высоты волн по времени совпадают с максимальными нагонными уровнями.
Глава 4. Типология
берегов восточной части Азовского моря, основные элементы строения и
современной динамики. В зависимости от строения и ведущих процессов динамики и
развития в восточной части Азовского моря выделяется три основных типа берегов:
абразионные, абразионно-оползневые и аккумулятивные. Среди абразионных берегов
выделяется подтип абразионно-обвальных. Аккумулятивные берега в зависимости от
источников питания можно подразделить на следующие подтипы: терригенные,
биогенно-терригенные, биогенные и аллювиально-биогенные (Зенкович, 1958 г.;
Мамыкина, Хрусталев, 1980 г.).
Абразионные берега имеют
общую длину около 227 км. Они встречаются от пос. Ильич до Пересыпи, от
Приморско-Ахтарска до корневой части Ясенской косы, от корня Камышевской косы
до ст. Должанская, от ст. Должанская до г. Ейска, от порта Катон до
Глафировской косы.
Абразионно-оползневой
подтип берега широко распространен в Керченско-Таманской области, особенно в
районе мыса Ахиллеон и др. Оползневые зоны имеют протяженность до десятка
километров. Берега восточной части Азовского моря подвержены абразии,
обвально-оползневым процессам, выветриванию и эрозии.
Высокие скорости абразии
и оползневых процессов обусловлены слабой устойчивостью береговых пород к волновому
воздействию. Особенно интенсивно абразия протекает на тех участках побережья,
где волнение проявляется на нагонном повышении уровня моря и при малой ширине
пляжей. Средняя скорость размыва берега достигает здесь 3-4 м/год, максимальная
- до 6-7 м/год.
Эффект воздействия
штормовых волн в значительной степени усиливается при нагонах. В результате
полного затопления пляжа коренной берег подвергается прямому воздействию
прибойных волн. Скорость физического разрушения клифа при прочих равных
условиях зависит от интенсивности атмосферных осадков, промерзания, оттаивания
и др. Геоморфологическая эффективность сильных штормов в значительной степени
определяет высокие скорости отступания берега.
Аккумулятивный тип
представлен весьма разнообразными по строению, генезису и современной динамике
берегами. Берега данного типа сложены в основном песчано-ракушечным материалом;
часть - полностью ракушей. Длина аккумулятивных берегов около 230 км. К ним
относятся косы Чушка, Ачуевская, Ясенская, Камышеватская, Долгая, Глафировская
и Сазальницкая, берега устьевой области Кубани и ее рукавов.
Разнообразие и сложность
очертаний азовских кос зависит от двух основных факторов: направления
господствующих волнений и условий питания. Оно может быть односторонним и
двухсторонним. Общим для всех кос является то, что при уменьшении питания
наносами они начинают размываться и распадаться на отдельные острова и банки (
косы Ейская, Долгая и Тузла).
К аккумулятивным формам
восточной части Азовского моря относятся также пересыпи Бейсугского и
Ахтанизовского лиманов. Они образовались в горловинах заливов и бухт.
Можно выделить
нейтральные берега, которые не имеют четкой направленности развития. Их общая
длина около 116 км (20,3%). Они встречаются между устьями рек Кубани и Протоки,
вдоль лиманов или на участках берега, блокированного косами. Термин
“нейтральный” использован в данном случае в смысле относительно слабого
воздействие волн на берег /В.С. Мамыкина, Хрусталев,1980/. На большем же их
протяжении, особенно в междуречье Кубани и Протоки, береговая линия заметно
отступает из-за относительного подъема уровня моря и других процессов, в том
числе техногенного характера.
Рис. 1. Потоки и
миграции наносов в восточной части Азовского моря (схема составлена автором)
В современной динамике
береговой зоны Азовского моря важную роль играют вдольбереговые потоки и
миграции наносов. Основными источниками их питания являются продукты абразии,
материал биогенного происхождения (створки раковин и их обломки) и твердый сток
рек. Биогенным материалом сформировано большинство кос Азовского моря. Так,
коса Долгая на 85-99 % состоит из ракушечника, а Чушка – на 63%. Мощность
потоков на различных участках восточной части Азовского моря изменяется от 5 до
80 тыс. м3/год.
В результате
зарегулирования реки плотинами водохранилищ и общего увеличения
водопользования, жидкий сток в районе Краснодара уменьшился до 9,5 км3 в год.
Почти в 7 раз сократился твердый сток, который составил с 1973 по 1985 гг. в
среднем около 0,4 млн т. Соответственно, изменилась и средняя мутность воды с
627 г/м3 до 88 г/м3. По данным ОАО «Кубаньводпроект», в чаше Краснодарского
водохранилища с 1973 по 1998 год отложилось около 140 млн. тонн наносов.
Уменьшение твердых выносов привело не только к снижению темпов нарастания
пионерных дельт рукавов Кубани, но и к общему усилению размыва берегов
Темрюкского залива. Кубанская дельтовая низменность простирается более чем на
100 км от Ачуевской косы до пересыпи Ахтанизовского лимана. В ее строении
ведущую роль играют аллювиально-морские и биогенные отложения. В настоящее
время большее протяжении данного участка берега размывается со скоростью 1-2 м
/год, местами до 5-7 м в год.
Глава 5. Современные
процессы абразии берегов восточной части Азовского моря (на примере Шиловского
участка). В данной главе на основе математической модели Южного отделения
Института океанологии РАН /рассматриваются прогнозные оценки скорости абразии
коренного берега в районе пос. Шиловка Востриков,2004/. В основу модели
положены следующие данные: средний уровень моря в районе Ясенской Переправы 489
см БС, средний наивысший – 547 см, максимальный за период наблюдений – 618 см.
Превышение среднего наивысшего над средним составляет 78 см, а максимального
над средним – 149 см. Средняя скорость отступания коренного берега на
рассматриваемом участке составляет 1,2 м в год при максимальной до 4 - 5 м/год.
Волноопасными направлениями ветра являются ЮЗ и З. Для разработки
математической модели абразионного процесса за исходный принят профиль коренного
берега и дна по данным съемки в августе 2000 года.
Математическая модель
абразии коренного берега под действием волн представляет собой систему из двух
дифференциальных уравнений. В ее основу положено соотношение Vn = k
(τ-τпр), где Vn – нормальная скорость разрушения берегового склона,
τ - эффективное гидродинамическое напряжение, τпр - предельное
значение гидродинамического напряжения, не разрушающего данную породу. Если
уровень моря повышается с постоянной скоростью u, тогда, учитывая размерности
входящих величин, можно записать:
и
где П = Ln-1 {Ln - [xкл
- (ut – M) ctg ά]}.
В данном случае участок
профиля коренного бенча, который испытывает разрушение, аппроксимирован прямой
y=x tg α1 +b (t), хкл- величина отступания клифа; k1 см3/г, k2 см3/г с –
коэффициенты, определяемые устойчивостью породы к абразии; р – плотность воды;
Но (м), а1 (м2), а2 (м2), К (г/см2), М (м). – величины, зависящие от параметров
волн; Ln – предельная ширина береговой отмели, соответствующая профилю
равновесия; tgα - уклон берегового склона в зоне деформации волн;
tgα1 – уклон берегового склона в приурезовой полосе, (а1/а2) о+ К -
максимальное значение гидродинамического напряжения.
Математическая модель
учитывает все основные факторы, определяющие скорость абразии и ее
закономерности: высоту волн, прочность пород, слагающих берег, высоту нагона,
расстояние между клифом и линией последнего обрушения волн, уклон дна и
прибойной зоны, скорость относительного изменения уровня моря, современные
скорости абразионного процесса. Она предназначена для прогнозирования процесса
отступания берега при изменении условий его протекания.
Численное интегрирование
системы, а также анализ его асимптотического решения показывает, что со
временем абразионный процесс стабилизируется, и скорости отступания клифа и
углубления бенча приходят в соответствие со скоростью повышения уровня. На этой
стадии скорости отступания клифа и углубления бенча не изменяются во времени.
При разрушении морского
берега в течение десятков и сотен лет между основными параметрами процесса:
скоростью углубления дна и отступания берега, скоростью относительного
изменения уровня моря, уклонами приурезовой зоны и берега устанавливается
простая зависимость. По ней можно рассчитать скорость абразии при изменении
скорости повышения уровня моря.
Принимая в основу
математической модели факт стабилизации скорости отступания клифа в течение 17
лет (1949-1966 гг.), определим, что приращение скорости абразии на исследуемом
участке составит (3,9-1,2): 17 = 0,16 м/год. Таким образом, на следующий год
скорость отступания клифа достигнет 1.36 м/год и так далее в геометрической
прогрессии. За расчетный период в 17 лет берег Шиловского участка отступит в
среднем на 70 м и общие потери прибрежной территории составят (43 м х 14500 м)
62 га. Если скорость повышения уровня моря будет равной 4 мм/год, то скорость
абразии через 17 лет достигнет 6,9 м/год, а берег отступит еще на 70 м.
Очевидно, что при таким темпах отступания коренного берега весьма негативные
изменения произойдут на смежных участках аккумулятивного берега, в частности ,
на пересыпи озера Ханское.
По совокупности
геолого-геоморфологических и литодинамических факторов, участок берега у пос.
Шиловка является типичным для большего протяжения абразионных берегов Азовского
моря и поэтому основные технические решения по его защите имеют общее значение.
Глава 6. Основные черты
развития и эволюции косы Тузла до и после восстановления ее коренной части. На
современном этапе развития аккумулятивные образования Керченского пролива, в
том числе коса Тузла, являются отмирающими формами. Основная причина связана с
общим сокращением их питания наносами /Болдырев, 1958; Мамыкина, Хрусталев,
1980/. Кроме того, в результате выработки отмелого профиля подводного склона
значительно замедлились темпы абразии как источника обломочного материала.
Дефицит наносов сопровождается активизацией размыва и общим сужением
прикорневой части кос. Поэтому образуются промоины, а сама аккумулятивная форма
распадается на отдельные острова.
до
строительства дамбы
(по
состоянию на август 2003 г.)
после
строительства дамбы
(по
состоянию на июль 2005 г.)
Рис. 2.
Коса Тузла
На заключительном этапе
трансгрессии (в последние 1,0-1,5 тыс. лет) в условиях неотектонического
погружения прибрежной территории коса Тузла приобрела общую тенденцию к
размыву. Наряду с продолжающимся повышением уровня моря, существенное влияние
на ее развитие оказали меж- и внутривековые изменения штормовой активности,
определяющие квазицикличность абразионно-аккумулятивных процессов. Несмотря на
то, что хронология подобных циклов изучена недостаточно, можно предполагать
соответствие фаз усиления штормовой активности общеклиматическим фазам второй
половины субатлантического периода. Это выражается в относительно
продолжительных периодах существования аккумулятивных форм как островных
образований.
В связи с критическим
состоянием косы Тузла в конце 2003 года была произведена засыпка существующих
промоин в виде дамбы из горной массы с креплением боковых сторон каменной
наброской откосного типа. Общий объем материала в теле дамбы составил 580 тыс.
м3.
В конце 2003 года работы
по восстановлению коренной части косы Тузла были временно прекращены. Между
торцевой частью дамбы и островом Тузла осталась промоина шириной 280 м.
Последовавшие за этим дноуглубительные работы с украинской стороны вызвали
общее расширение промоины и резкую активизацию размыва острова. Если в декабре
2003 года ширина промоины составляла всего 280-300 м, то к концу 2005 года
достигла 1 км.
Наблюдения показали, что
к середине 2005 года за счет причленения отмелей и выброса со дна раковинного
материала на ряде участков морской стороны дамбы стал формироваться пляж
средней шириной 7-8 м, местами до 18-20 м. Одновременно начались подвижки
материала по ходу основного потока в сторону промоины между оголовком дамбы и
островом Тузла. При этом, часть наносов стала теряться на глубине. Во избежание
утечки наносов в 2004 году на конце дамбы было построено две каменно-набросных
шпоры длиной по 25 м, которые блокировали утечку материала. К середине 2005
года ширина пляжа в ее головной части достигла местами 30 м. После
восстановления косы Тузла по длине 3,78 км отмечается повсеместное выравнивание
рельефа дна и уменьшение глубин у подошвы дамбы с 3,5 м до 1 м.
Восстановление коренной
части косы Тузла в значительной степени уменьшило проникновение штормовых волн
со стороны Черного моря. Как следствие, существенно снизились темпы абразии
северных берегов Таманского залива. В целом, восстановленная часть косы Тузла
показала себя устойчивым образованием даже при воздействии сильных штормов.
Глава 7. Причины
деградации Ясенской косы и меры ее восстановления. В главе рассматривается
Ясенская коса начало она берет у излома берега севернее хут. Морозовский
Приморско-Ахтарского района. Общая длина косы около 14 км при ширине от 0,2 до
2 км. Ясенская коса находится в пределах Ейско-Утлюкской зоны прогибов и
Каневско-Березовско-Азовского вала эпигерцинской (Скифской) платформы .
Основные процессы
динамики морской части косы связаны с поперечным и вдольбереговым перемещением
наносов. Господствующие в данном районе волны и течения переносят материал в
северном направлении, где он откладывается на оконечности косы и подводном
склоне Бейсугского лимана.
Сравнение материалов
аэрофотосъемок и топографических изысканий показывает, что с 1948 по 2005 гг.
общая площадь размыва морской части косы по длине 10 км составила 2,4 млн. кв.
м; объем - около 2,5 млн. м3. При этом максимальная величина отступания линии
уреза в корневой части косы составила за указанный период 410 м, в средней –
215 м и в дистальной (на расстоянии 10 км от корня косы) – 83 м. Особенно с
большой скоростью коса размывается с 1994 года (до 12-15 м в год). При таких
темпах размыва корневая часть косы может быть прорвана, особенно при сильном
нагоне, что повлечет за собой начало распада всей аккумулятивной формы на
отдельные острова. Подобная схема характерна для современной стадии эволюции
целого ряда азовских кос.
Принятые меры по отсыпке
бутового камня от хут. Морозовский до моста (около 500 м) несколько замедлили
этот процесс, но только на укрепленном участке. Ниже по ходу волнового потока
размыв косы продолжается с прежней скоростью. В данном случае берма из крупного
камня нарушает продольную и поперечную структуру потока наносов и провоцирует
низовой размыв.
Рис. 3. План совмещенных
урезов в корневой части Ясенской косы с 1948 по 2005 гг.
Таким образом, если не
принять срочных мер по укреплению Ясенской косы, то ее деградация уже в
ближайшие годы примет катастрофический характер. И спасти ее тогда можно будет
только путем чрезвычайных мер. Как, например, при восстановлении корневой части
косы Тузла.
Среди причин общей
деградации косы можно назвать неблагоприятный ход естественных процессов
(повышение уровня моря вследствие парникового эффекта, тектоническое погружение
данного участка побережья со скоростью до 2 мм/год и др.). Влияние
антропогенного факта в существенной степени ускоряет этот процесс. Защита
размываемой части косы путем устройства системы каменно-набросных бун или
прерывистых волноломов не может остановить процесс разрушения берега.
В условиях дефицита
наносов буны не смогут накопить пляжный материал естественным путем. Поэтому
придется завозить песок и ракушу практически в каждый межбунный отсек. Кроме
того, пляж в огражденном состоянии не решает проблему защиты берега Ясенской
косы при сильных штормах с нагоном. В случае же неблагоприятного развития
процессов буны могут вообще оказаться оторванными от берега. Тогда пляж начнет
размываться, и процесс разрушения косы продолжится с прежней скоростью.
Вариант укрепления
Ясенской косы с помощью каменно-набросных бун также неприемлем, поскольку
потребует их строительства из-за низового размыва до самой оконечности Ясенской
косы (14 км). При этом буны в условиях дефицита наносов не смогут накопить
пляжный материал и тем более защитить косу от размыва во время экстремальных
штормов с нагоном.
При разработке
технических решений по укреплению Ясенской косы было принято во внимание
недопустимость нарушения экологического равновесия этого уникально природного
образования. Было учтено, что пространственная компоновка берегоукрепительных
сооружений не должна вызывать необратимых перестроек рельефа и состава наносов
в береговой зоне. Это исключает массовое применение поперечных или продольных
конструкций, способных ускорить активное накопление ила и органического
вещества, а также загрязнителей, которые ухудшат санитарно-экологическое
состояние акватории моря в районе Ясенской косы. Одновременно сводится до
минимума вмешательство в естественный режим течений, от которых в значительной
степени зависит формирование биоресурсов.
Было принято также во
внимание, что наиболее эффективным способом укрепления берега Ясенской косы
является восстановление ее морской стороны путем строительства вдольбереговой
дамбы распластанного типа из раковинного материала и волногасящего
гравийно-галечного пляжа.
На первом участке к
северу от подпорной стенки у хут Морозовский 630 м) средняя ширина дамбы
распластанного типа составит 25 м в надводной части. Угол заложения откоса со
стороны моря 1:12; со стороны суши – 1:4. Средняя ширина надводной части дамбы
на втором участке (9250 м) в надводной части - 25 м; вместе с подводной - 35,8
м.
Высота вдольбереговой
дамбы по всей длине принимается равной 2,5 м БС из расчета высших годовых
отметок уровня моря 1% обеспеченности 1,18 м БС и расчетной высоты волн по
линии последнего обрушения 4 % обеспеченности - 1,09 м с учетом полки запаса
10% .
Проектные параметры
вдольбереговой дамбы обеспечивают защиту морской части Ясенской косы от
затопления во время нагонов 1% обеспеченности.
С целью обеспечения
питания искусственного пляжа на период эксплуатации в 25 лет предусмотрено
создание резервной отсыпки, которая размещается на участке насыщения потока
наносов, объемом - 55-60 тыс.м3. При этом средняя ширина надводного пляжа на
участке насышения потока наносов составит 42 м. На втором участке длиной 9250 м
средняя ширина пляжа будет равной 24 м. Такой искусственный пляж обеспечит
полное гашение волн при расчетных штормах ЮЗ направления и защитит морской край
дамбы от размыва.
Общая площадь
проектируемого пляжа - 45,35 га. Геометрический объем отсыпок ракуши для
восстановления Ясенской косы по всей длине размываемого берега в 10 км – 1,07
млн м3; гравийно-галечной смеси – 341,3 тыс. м3. Всего: 1,410 млн м3.
Глава 8. Прогноз
развития берегов восточной части Азовского моря в условиях подъема уровня
Мирового океана. В последние десятилетия анализ последствий повышения уровня
Мирового океана из-за "парникового эффекта" вызывает повышенное
внимание ученых многих стран (Каплин, Селиванов, Misdorp et al., 1990; IPCC,
1992; Warrick et al., 1993). Это дало новый толчок исследованиям с целью
прогноза возможных изменений берегов при новом уровневом режиме. По мнению
большинства ученых, наиболее значительные изменения могут быть вызваны
антропогенными перестройками климата на фоне естественных колебаний средней
температуры в глобальном масштабе. Согласно прогнозным оценкам, среднее
глобальное повышение температуры у поверхности Земли уже к 2025 году может
превысить 1° С, а к 2050 году – 2° С.
Из-за трудностей
моделирования изменений климатических условий, в данной работе использован
метод палеогеографических аналогий, основанный на реконструкции прошлых, более
теплых, чем современная, эпох. Согласно оценкам, ближайшим сценарием для начала
XXI века может быть климатическая ситуация в так называемый «малый
климатический оптимум» (МКО) средневековья (около 1000 лет назад), к
термическому уровню которого мы сейчас приближаемся.
В данной работе была
поставлена задача уточнить темпы современного неотектонического погружения
прибрежных территорий и оценить итоговые амплитуды подъема уровня моря с учетом
нагонных явлений, выделить и картировать зоны пассивного затопления для
заданных амплитуд повышения уровня, а также разработать методику прогноза
динамики береговой линии. Получение интегральных величин возможного отступания
берега к 2050 и 2100 годам позволяет построить прогнозные картосхемы
переформирования рельефа береговой зоны.
Следующая задача
исследований была связана с определением влияния прогнозируемого повышения
уровня моря на развитие береговой зоны Азовского моря. Некоторые частные
вопросы в отношении региональных особенностей развития берегов были рассмотрены
при разработке методики решения подобных задач. Среди них можно выделить
уточнение темпов современного неотектонического погружения прибрежных
территорий и оценку итоговых амплитуд подъема уровня моря с учетом нагонных
явлений; выделение и картирование зон пассивного затопления для заданных
амплитуд повышения уровня; разработку методики вероятностного предсказания
динамики береговой линии и составление прогнозных картосхем. Основываясь на
полученных интегральных величинах возможного отступания береговой линии к 2050
и 2100 годам, были составлены прогнозные картосхемы переформирования береговой
линии на эти периоды.
В связи с трудностью
численного моделирования аккумулятивных процессов, для прогноза был использован
метод палеогеографических аналогов. Согласно результатам исследований, в
прошлой истории Азовского моря был период, схожий с современным. В условиях
стабилизации уровня моря около 3 тыс. лет назад существовали аккумулятивные
фоpмы, близкие по своему строению к совpеменным. Быстpый подъем уpовня
(пpимеpно на 5 м) стал причиной их затопления и захоpонения под толщей новейших
отложений. Пpи стабилизации уpовня около 1 тыс. лет назад на новых отметках,
началось фоpмиpование современной генерации аккумулятивных тел, унаследовавших
реликтовый рельеф. Это подтверждает, что повышение уpовня пpиведет к размыву
пляжей и затоплению аккумулятивных фоpм уже в ближайшем будущем. В ходе подъема
уровня существенно возрастет и скорость абразии коренных берегов,
активизируются обвально-оползневые процессы.
Прогнозируемый подъем
уровня моря, безусловно, окажет негативное влияние на берега Азовского моря. В
дельте реки Кубани, где подъем уровня происходит на фоне погружения побережья,
можно ожидать катастрофического затопления плавней и прилегающих к ним
низменных террас. При подъеме уровня океана на 1 м относительный уровень моря
возрастет здесь на 1,3-1,6 м. В результате этого в дельте Кубани будет
затоплено более 900 км2 суши и на ее месте образуется обширный морской залив.
Низменные острова на месте современных и древних песчано-ракушечных валов будут
довольно быстро разрушены сгонно-нагонными и волновыми течениями. Глубокие
морские заливы образуются в Бейсугском и Ейском лиманах, причем береговая линия
в вершине лиманов может отступить на 7-10 км. Ожидается почти повсеместное
ускорение абразии береговых обрывов из рыхлых лессовидных пород. Этот процесс
может принять катастрофические масштабы в районах, где он будет усиливаться
оползнями и обвалами.
Весьма вероятно, что при
подъеме уровня моря увеличится приток соленых вод из Черного моря при
одновременном сокращении речного стока. Увеличение солености воды резко снизит
роль в биогенной седиментации Сardium edule, а толстостенные раковины Chione
gallina, Mytilus galloprovincialis и др. не смогут их заменить. Более того,
продуктивность и этих моллюсков из-за сокращения поступления биогенного
карбоната кальция, скорее всего, уменьшится. Ускорение темпов размыва береговых
уступов приведет к увеличению поступления в море глинистых частиц. Начнут
заиливаться ракушечные банки, в результате чего понизится прозрачность воды.
Все это самым неблагоприятным образом скажется на развитии донных биоценозов.
Дефицит ракуши в барьерных формах может проявиться уже в ближайшие десятилетия,
и они начнут размываться с еще большей скоростью.
Прогнозируемые изменения
будут иметь самые негативные последствия для хозяйственной деятельности в
прибрежных районах. Это городское и сельское хозяйства, курортное и портовое
строительство, транспорт, рыболовство и рыбоводство в лиманах, рисосеяние в
дельте Кубани и др.
Глава 9. Прикладные
аспекты защиты берегов восточной части Азовского моря. Защита азовских берегов
весьма сложная и дорогостоящая проблема. Это объясняется широким
распространением абразии и отсутствием местных источников материала, пригодного
для искусственного пляже-образования или строительства волногасящих сооружений.
В настоящее время требуется защитить около 40 км береговой линии восточной
части Азовского моря. Это высокий клиф в Ейском районе, участок низового
размыва у пос. Ильич (1,5 км), берег в границах населенных пунктов от корневой
части Глафировской косы до Молчановки (8-10 км), между косами Долгой и
Камышеватской (9 км ), в районе Шиловки и Ясенской переправы (17 км). В срочном
спасении от деградации и распада на острова нуждается Ясенская коса и др.
Проведение
берегозащитных мероприятий предполагает вмешательство в береговые процессы.
Поэтому проектирование берегозащитных работ должно охватывать, по меньшей мере,
литодинамические системы или ячейки, которые обладают автономным режимом
динамики и развития, а также имеют собственный баланс наносов. Согласование
технических и природных элементов в единую оптимизированную систему является
оптимальным, поскольку обеспечивает сохранение или изменение береговых
процессов в благоприятном направлении.
В проектах необходимо
учитывать современную тенденцию развития берегов Азовского моря в условиях
острого дефицита наносов, особенно в связи быстрым подъемом уровня моря
вследствие «парникового эффекта».
Разработке инженерных
решений должны предшествовать прогнозные оценки развития берега после
проведения берегозащитных мероприятий. Это требует в свою очередь постановки
специальных исследований в натуре, а также широкого использования при
проектировании методов математического, компьютерного и гидравлического
моделирования.
При выборе стратегии
защиты берегов восточной части Азовского моря в условиях общего дефицита
наносов и продолжающегося повышения уровня моря необходимо учитывать не только
природные условия, но и перспективы хозяйственного и рекреационного
строительства, требования охраны окружающей среды и др.
Для решения проблемы
защиты берегов Азовского моря необходимо рассматривать два аспекта. Если
исходить из природных особенностей развития азовских берегов, то во многих
случаях разумнее будет ограничить экономическую деятельность на потенциально опасных
участках побережья, так как защитные меры могут значительно превысить ущерб от
потери той или иной территории. Совершенно нереально, из экономических
соображений, проводить капитальные мероприятия в целом на восточном побережье
Азовского моря.
Существование
литодинамических систем, включающих общие области питания, транзита и
аккумуляции наносов, исключает применение локального принципа берегоукрепления.
Это связано с необходимостью свободного транзита наносов с тем, чтобы избежать
возникновения очагов низового размыва.
Весьма эффективным в
мировой и отечественной практике защиты морских берегов является создание
свободных пляжей. Этот метод обеспечивает значительное снижение
материалоемкости, стоимости и трудоемкости работ, а также сроков берегоукрепительного
строительства. Кроме того, искусственное пляжеобразование полностью исключает
низовой размыв и восполняет вдольбереговой поток наносов. В условиях курортов
улучшаются условия использования берега в лечебных и оздоровительных целях.
Вместе с тем, создание искусственных песчаных пляжей в условиях нагонных
подъемов уровня на восточном побережье Азовского моря требует значительных
объемов песка. Учитывая отсутствие местных карьеров песка и высокую стоимость
его транспортировки из отдаленных районов, нетрудно убедиться, что защита
берега искусственным песчаным пляжем полного профиля потребует чрезмерно
больших материальных затрат.
В тех случаях, когда
вдольбереговые потоки имеют большую емкость, создание свободных пляжей
становится экономически невыгодным мероприятием. Поэтому для защиты азовских
берегов следует применять комбинированные способы, когда пляж строится под
прикрытием различных типов волногасящих и наносоудерживающих сооружений. Ими
могут быть каменно-набросные буны и прерывистые волноломы. Вне зон рекреации
допускается создание волногасящих дамб из наброски природного камня.
Для защиты прибрежных
городов и поселков, ценных земельных участков, объектов промышленности,
сельского хозяйства и важных коммуникаций могут применяться дамбы обвалования.
При необходимости заповедного сохранения побережья или улучшения его
экологического состояния, особенно в местах с повышенной рекреационной
нагрузкой, перспективным методом является создание в мелководной зоне моря
островных рекреационных комплексов.
Альтернативным способом
защиты берегов является создание гравийно-галечных пляжей. Это позволяет в
несколько раз уменьшить объем отсыпок и сделать защиту берега экономически
выгодным мероприятием. Примеры успешной защиты абразионных берегов Азовского моря
свободными гравийно-галечными пляжами имеются в районе Ейска,
Приморско-Ахтарска и др.
В последние десятилетия
в практике морской берегозащиты все шире применяются каменно-набросные
сооружения и гибкие конструкции из синтетических материалов. Известно, что
каменные наброски полным сечением требуют большого объема крупного материала,
что является основной причиной высокой стоимости работ, особенно при отсутствии
местных карьеров. Поэтому применение изделий из геотекстиля как составной части
каменно-набросных сооружений может реально снизить удельную стоимость
берегозащитных работ. Такие изделия обычно представлены одно – или
многослойными мешками, матрацами, трубами и контейнерами, которые могут
заполняться песком или другим инертным материалов, вплоть до нетоксичных
промышленных отходов др. Они имеют небольшую стоимость, просты в изготовлении,
обладают определенной прочностью к волновым нагрузкам и не оказывают
отрицательного воздействия на окружающую среду.
В 2001 году при участии
автора было разработано несколько вариантов комбинированного сооружения для
защиты абразионных берегов Азовского моря. Базовый вариант представляет собой
конструкцию откосного типа из двух основных элементов: внутренний состоит из
2-5 рядов синтетических мешков с заполнителем из любого сыпучего материала (
песок, суглинок и т.п.). Мешки укладываются вдоль основания защищаемого берега.
Второй (внешний) слой устраивается из 1-2 рядов крупного природного камня с
заложением откоса 1:2. Отметка верха сооружения соответствует расчетной высоте
максимальных волн, а на реках и каналах максимальному подъему уровня паводковых
вод.
Высокие берегозащитные
свойства сооружения обеспечиваются тем, что при обрушении волн происходит
активное рассеивание их энергии за счет взаимодействия с откосом из крупного
камня. Он же предохраняет синтетические мешки от гидродинамического удара волн
и механических повреждений, особенно, при наличии в прибойной зоне абразивного
материала (галька, гравий и щебень). Внутренний слой защищает грунты коренного
берега от воздействия водного потока, размокания и суффозии. Предлагаемое
сооружение действует схожим образом на речных берегах с той лишь разницей, что
внешний элемент из крупного камня противостоит силовому воздействию речного
потока, а внутренний элемент из синтетических мешков полностью защищает берег
от контакта с речной струей. Применение сооружения данного типа позволяет
значительно снизить стоимость материалов и строительно-монтажных работ по
сравнению с другими методами. При этом практически исключаются эксплуатационные
расходы, так как сооружение является гибкой конструкцией, допускающей
определенную деформацию без ухудшения основных функций.
Заключение
В работе дана
характеристика современного развития береговых процессов в восточной части
Азовского моря. Изучены особенности эволюции аккумулятивных и абразионных
берегов Азовского моря в позднем голоцене. Это позволяет прогнозировать
возможные их изменения в условиях новейшей трансгрессии Мирового океана и
сформулировать стратегию устойчивого развития прибрежных районов. Результаты
такого рода исследования имеют большое значение не только для берегов Азовского
моря, но и их природных аналогов.
1. Современные
литодинамические и геологические процессы в береговой зоне восточной части
Азовского моря определяются поступлением наносов за счет твердого стока рек и
биогенной составляющей. В последние десятилетия естественный баланс был нарушен
несколькими факторами. К числу прямых относится изъятие песчано-ракушечного
материала для строительства и сельского хозяйства, а также промышленное и
курортное строительство без учета особенностей динамики морских берегов.
Косвенное воздействие заключается в зарегулировании гидрологического режима рек
Дона и Кубани, общем загрязнении акватории моря и донных осадков.
2. В настоящее время
большее протяжение коренных берегов восточной части Азовского моря из
лессовидных суглинков отступает за счет абразии и обвально-оползневых процессов
со скоростью 1-2 м в год; во время высокой штормовой активности с нагонами до
5-6 м в год. Сильному размыву подвержены пляжи и аккумулятивные формы в виде
кос и пересыпей. Так, средняя скорость волнового разрушения Ясенской косы за
последнее десятилетие составила 5-6 м в год и имеет тенденцию к увеличению. С
1946 г. морской край косы отступил в корневой части на 420 м, что грозит
распадом этой аккумулятивной формы на отдельные острова и засолонением
Бейсугского лимана. Такого рода изменения уже испытали в прошлом веке косы
Ейская,Долгая и Тузла.
3. Общее сокращение
твердых выносов реки Кубань и снижение продуктивности морских скелетных
организмов стало одной из причин общей деградации авандельты и размыва берегов
Темрюкского залива. В условиях дефицита наносов и истощения вдольбереговых
потоков многие участки аккумулятивных берегов стали развиваться по абразионному
типу. Негативное развитие процессов усугубляется относительным повышением
уровня моря, которое составило за последние 60 лет с некоторым приближением
20-25 см. Прогнозируемый подъем уровня приведет к еще большему усилению темпов
абразии коренного берега и активизации обвально-оползневых процессов, а также
интенсивному размыву пляжей и аккумулятивных форм. Под угрозой затопления
окажутся плавни и обширные низменные территории от Темрюка до
Приморско-Ахтарска.
4. Эволюционный ход
развития берегов определяется главным образом колебаниями уровня моря
эвстатического характера. При этом на разных этапах эволюции относительная роль
амплитуды и темпов повышения уровня существенно меняется. Существенным моментом
методологического подхода к анализу пространственно-временных изменений
аккумулятивных и абразионных берегов является учет изменений уровня,
представляющих собой суперпозицию различных по амплитуде и продолжительности
колебаний. В качестве основного временного масштаба эволюции аккумулятивных
берегов рассматривается регрессивно-трансгрессивный ритм в изменении уровня
моря, охватывающий последние 2,5-3 тыс. лет. Общий трансгрессивный ход уровня в
этот период осложнялся более короткопериодными колебаниями продолжительностью в
500-700 лет. На их фоне, как показывают данные инструментальных наблюдений,
существенную роль играют внутривековые колебания уровня.
5. Проблема поддержания
активного баланса береговых и донных наносов затрагивает несколько важных
аспектов. Среди них можно назвать необходимость выявления причин и масштаба уже
произошедших, а также будущих изменений с учетом глобальных перестроек климата,
определения основных групп факторов (экономические, социальные, политические и
физические), которые влияют на этот баланс, в частности, на биогенную
составляющую.
6. При выборе основных
направлений берегозащитного строительства в условиях острого дефицита наносов и
продолжающегося повышения уровня моря необходимо учитывать не только природные
особенности восточной части Азовского моря, но и перспективы хозяйственного и
рекреационного строительства, требования охраны окружающей среды и
экономические показатели. В случае повышения уровня моря даже по среднему
сценарию, для многих участков восточного побережья Азовского моря оптимальной
станет стратегия «отступания» с потенциально опасных территорий, прекращение
строительства новых и эксплуатации существующих капитальных сооружений.
7. Полученный в ходе
исследований материал может быть использован для разработки общей стратегии и
принципиальных положений инженерной защиты берегов восточной части Азовского
моря. Они заключаются в следующем. Исходя из технико-экономических соображений,
защита берегов с помощью капитальных сооружений допускается только в пределах
населенных пунктов и важных народнохозяйственных объектов. Для защиты низменных
территорий можно рекомендовать обвалование тех или иных участков береговой
полосы с помощью насыпных дамб. Для снижения темпов абразии коренных клифов
целесообразно использовать волногасящие наброски из природного камня в
сочетании с изделиями из синтетических материалов. Использование конструкций из
геотекстиля, как составной части сооружений, позволяет в значительной степени
уменьшить удельную стоимость берегозащитных работ. В зонах рекреации, весьма
эффективным методом является создание искусственных гравийно-галечных пляжей
8. Исследования в рамках
диссертации актуальны не только для берегов Азовского моря, но и их природных
аналогов, которые испытывают абразию и размыв в результате негативного
проявления процессов природного и техногенного характера. Поэтому полученные
результаты имеют общетеоретическое значение и могут быть полезными для решения
практических задач.
По теме диссертационного
исследования были опубликованы следующие работы:
1. Востриков А.В. Прогнозные
оценки скорости абразии берегов Восточной части Азовского моря (на примере
Шиловского участка) //Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем
южных регионов России и сопредельных территорий: Материал XVII
межреспубликанской научно-практической конференции. – Краснодар, 2004. С.
206-208.
2. Востриков А.В.
Влияние природных и техногенных факторов на современную динамику и развитие
восточной части Азовского моря (на примере Должанского участка // Рельеф и
природопользование предгорных и низкогорных территорий: Материалы международной
научно-практической конференции. – Барнаул, 2005. С. 69-70.
3. Востриков А.В.
Современные методы и технологии защиты аккумулятивных берегов Азовского моря
(на примере Ясенской косы) //Международные и отечественные технологии освоения
природных минеральных ресурсов и глобальной энергии: Материалы юбилейной V
международной научно-практической конференции. – Астрахань, 2006. С. 196-200.
4. Востриков А.В.
Прогнозные оценки развития и эволюции восстановленной части косы Тузла
//Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России
и сопредельных территорий: Материалы XIX межреспубликанской научно-практической
конференции. – Краснодар, 2006. С. 128-131.
5. Востриков А.В.
Проблема прогноза долговременных изменений береговой линии восточной части
Азовского моря // Вулканизм, биосфера и экологические проблемы: Материалы IV
международной научной конференции. – Туапсе, 2006. С. 158-159.
Список литературы
Для подготовки данной
работы были использованы материалы с сайта http://www.gaap.ru