22821 (Природные и техногенные факторы современного развития берегов восточной части Азовского моря), страница 3

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».