22821 (Природные и техногенные факторы современного развития берегов восточной части Азовского моря), страница 4

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