Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления развитияуоереговых процессов . 9
1.1. Механическое воздействие волн на ереговые уступы. 11
1.2. Критические неразрушающие скорости воды. 16
1.3. Роль обломочного материала . 17
1.4. Влияние положения вертикальной стенки на гидродинамический режим береговой зоны. 21
Выводы к главе 1. 24
Глава 2. Анализ существующих методов берегозащиты. 25
2.1. Традиционные методы защиты берегов. 26
2.2. Современные методы и технологии берегозащиты . 39
2.3. Состояние и эффективность работы существующих берегозащитных сооружений Российского сектора Черного моря. 45
2.4. Анализ решений Генеральных схем берегоукрепления. 49 Выводы к главе 2. 54
Глава. 3 . Районирование берегов Российского сектора Черного моря. 56
3.1. Климатические особенности и гидрография. 56
3.2. Орография. 58
3.3. Геологическое и геоморфологическое строение побережья. 61
3.4. Современные экзогенные процессы и морфоструктурные области. 64
3.5. Транспорт наносов. 69
3.6. Береговые системы. 69 Выводы к главе 3. 71
Глава 4. Современное состояние береговых систем и возможные решения проблем берегозащиты. 73
4.1. Возможные решения проблем берегозащиты на участке берега м. Тузла - м. Кодош. 73
4.2. Общие рекомендации по защите берегов от м. Тузла до Туапсе. 102
4.3. Рекомендации по защите берегов на участке берега от м. Кодош до Сочи . 103
4.4. Рекомендации для Сочинского участка берега. 106
4.5. Рекомендации для участка берега от Мацесты до Адлера. 107
Выводы к главе 4. 110
Заключение 111
Литература 114
- Роль обломочного материала
- Современные методы и технологии берегозащиты
- Геологическое и геоморфологическое строение побережья.
- Рекомендации по защите берегов на участке берега от м. Кодош до Сочи
Введение к работе
Береговая зона Черного моря обладает богатейшими природными ресурсами и поэтому является объектом интенсивной хозяйственной деятельности. В прибрежной полосе проживает значительная часть населения, размещены важные коммуникации , федерального и международного значения, ведется крупное промышленное и гражданское строительство. Непосредственно к морю выходят урбанизированные территории и сельхозугодья. В береговой зоне находятся крупнейшие порты юга России, а также важные объекты рекреации. Общая активизация абразии и размыв пляжей, обвально-оползневые процессы создают угрозу разрушения объектов промышленности и транспорта, жилых и общественных зданий, сооружений курортного комплекса, коммуникаций и др.
В связи с изменением геополитической обстановки, значение прибрежных районов Черного моря многократно возрастает. Это выражается в значительном росте капиталовложений в реконструкцию и строительство портового хозяйства и терминалов по перевалке нефтепродуктов и т.п. Осваиваются новые территории под строительство объектов рекреации и морского туризма. В то же время, многие текущие и долгосрочные проекты освоения и использования природных ресурсов разрабатываются без должного учета приоритетных направлений. В некоторых проектах не учитываются допустимые нагрузки на экосистему береговой зоны моря, а также последствия тех или иных видов хозяйственной деятельности. Не всегда принимаются меры по сохранению и воспроизводству природных ресурсов прибрежно-морских зон.
Проблема защиты берегов Черного моря возникла сравнительно недавно (в масштабах перестройки естественных литодинамических систем) — в начале 20-го века. До этого времени береговые процессы проходили без участия человека. Тогда средняя ширина пляжей достигала 40-50 метров, что было достаточно для того, чтобы волны не оказывали активного воздействия на береговые уступы. Побережье находилось в стадии стабильного динамического равновесия, когда количество поступающего и истираемого , пляжеобразующего материала в береговой зоне было приблизительно равно. Защитные мероприятия проводились на отдельных участках хозяйственной деятельности человека.
Длительное время берегоукрепительные работы проводились для ликвидации локальных очагов размыва, что не могло удовлетворить растущие потребности хозяйственного и курортного строительства. В 1961 году была разработана первая Генсхема, в основу которой положено строительство жестких систем берегоукрепления. Хотя она и называлась генеральной, но фактически преследовала целью защиту локальных участков в пределах городских территорий и важных коммуникаций.
Частичная реализация этой генсхемы оказалась столь малоэффективной, что уже через 10 лет потребовалось разработать новую Генсхему. К тому времени стоимость берегоукрепительных работ возросла как за счет увеличения длины размываемых участков, так и применения большего количества сооружений. Как и раньше, укрепление берега предусматривалось в пределах крупных городов, курортов, портовых хозяйств. Генсхемы отражали, таким образом, сугубо ведомственный подход к решению проблемы. Отсутствовала должная координация между пользователями и управленческими структурами. В ряде случаев строительство промышленных объектов и крупных коммуникаций планировалось без соответствующих компенсационных мероприятий по охране окружающей среды и защиты морских берегов от разрушения. Такие действия не отвечают требованиям комплексного подхода к береговой зоне как целостной природной системе и привели к серьезным экономическим и экологическим последствиям.
Широкое внедрение железобетона не привело к стабилизации берега. Как это ни парадоксально, в худшем положении оказались те участки, где берегоукрепительные работы велись самое продолжительное время. Несостоятельность чисто технического подхода стала особенно очевидной, когда ремонтно-восстановительные работы стали превышать стоимость целевых объектов берегоукрепления.
Современное состояние берегов Черного моря в целом можно охарактеризовать как неудовлетворительное. В настоящее время значительная часть (-309 км) берегов Черного моря в пределах Краснодарского края подвержены абразионно-оползневым процессам. Создавшееся положение усугубляет проблему абразии и размыва морских берегов. Общее истощение пляжей или их отсутствие сдерживает курортное строительство. Перечисленный комплекс опасных природных и антропогенных процессов требует принятия неотложных мер по защите берегов Черного моря. В связи с этим в работе ставились следующие задачи:
обобщить результаты исследований динамики и развития береговой зоны Российского сектора Черного моря, а также сведения о природных и техногенных процессах, которые оказывают воздействие на современное состояние морских берегов и берегозащитных сооружений, по результатам анализа выделить литодинамические системы или ячейки;
рассмотреть основные методы и технологии берегозащитных работ с учетом новейших достижений в исследовании береговой зоны, дать оценку эффективности работы берегозащитных сооружений с позиции их влияния на естественные береговые процессы;
предложить возможные варианты берегозащиты с учетом местных условий динамики и развития морских берегов в рамках отдельных литодинамических систем или ячеек и береговой системы в целом, дать предложения по механизму их реализации.
Положения, выносимые на защиту:
Защита берегов от волновой эрозии должна осуществляться на основании закономерностей, определяющих естественную динамику литодинамических систем. Проблему защиты берегов недопустимо рассматривать как задачи защиты отдельных участков берега, она должна решаться для всего побережья, либо для нескольких крупных участков (литодинамических и береговых систем).
На побережье Российского сектора Черного моря выделены две основные лито динамические системы с границей раздела в районе м. Кодош. Также по комплексу признаков — современному состоянию берегов, их геологическому строению, морфологии, развитию различного рода экзогенных процессов, техногенной нагрузки -выделен ряд локальных береговых систем.
В рамках выделенных литодинамических и береговых систем обосновываются варианты оптимальной берегозащиты, базирующихся на принципах максимального соответствия естественным природным процессам.
В сложившейся ситуации необходимо оценить состояние морского побережья и существующих берегозащитных сооружений, наметить комплекс первоочередных мероприятий по оздоровлению экологической обстановки, разработать и внедрить современные эффективные методы и технологии защиты морских берегов от волнового разрушения. Такого рода мероприятия следует разрабатывать с учетом местных условий динамики и развития морских берегов, как правило, в пределах литодинамических систем или ячеек. Реализация этой идеи невозможна без знаний закономерностей развития динамики берегов.
Качественная теория развития береговых процессов была создана еще в 40е-50е годы. И, прежде всего, благодаря фундаментальным работам В.П. Зенковича, В.В. Лонгинова, O.K. Леонтьева, где были представлены основные концепции, подходы к решению задач, заложены основы науки о берегах. Их идеи получили развитие в последующих работах других исследователей.
В настоящий момент конкретные результаты достигнуты в области моделирования литодинамических процессов (Р.Д. Косьян, СМ. Анцыферов, Н.В.
Пыхов, И.О. Леонтьев, Н.С. Сперанский и др.), исследования абразии (Г.А. Сафьянов, Н.В. Есин, СБ. Куклев и др.), трансформации и статистических параметров волн в береговой зоне (Ю.М. Крылов, Г.В. Матушевский, СЮ. Кузнецов, R.T. Guza, Е.В. Tornton, W.R. Dally, R.W. Bean, J.A. Battjes и др.), динамики наносов (Ю.Д. Шуйский, И.О. Леонтьев и др), оценки роли колебаний уровня в развитии береговых процессов (П.А. Каплин, Г.И. Рычагов, Н.В. Есин, и др.).
К первым фундаментальным исследованиям, где прикладные вопросы динамики морских берегов рассмотрены применительно к задачам берегоукрепления и строительства прибрежных гидротехнических сооружений, можно отнести работы Н.Н. Джунковского, П.К. Божича. Существенный вклад в дальнейшее развитие идей воздействия волн на береговые сооружения был внесен работами A.M. Жданова. В настоящее время эта область науки интенсивно развивается, и достигнуты существенные результаты. Здесь необходимо отметить работы В.М. Шахина, И.Г. Кантаржи, Смирнова Г.Н., В.Г. Яковенко, Н.В. Есина, Р.Д. Косьяна и др., и прежде всего В.М. Пешкова, благодаря идеям которого на берегах Черного моря появляются современные, функциональные, а главное эффективные берегозащитные сооружения.
К сожалению сегодня, когда решены многие задачи динамики берегов, есть положительный опыт берегозащиты, в некоторых случаях мы можем наблюдать реализацию малоэффективных и научно необоснованных проектов строительства береговых сооружений. Причина в том, что во многих случаях в основу проектных решений берутся ведомственные нормативные документы, которые далеко не всегда соответствуют современным методам и технологиям. Поэтому задачи разработки общей положительной стратегии защиты берегов, строительства эффективных берегозащитных сооружений остаются актуальными и на сегодняшний момент.
Актуальность проблемы. Необходимость разработки стратегии защиты берегов от разрушительного воздействия волн продиктована различными аспектами деятельности человека в береговой зоне - производственной, хозяйственной, научной и др. Вмешательство человека в естественные береговые процессы (в частности, изъятие пляжеобразующего материала для строительства) вызвало тенденции к активизации абразии берегов. В свое время государство тратило колоссальные средства на строительство берегоукрепительных сооружений. Как показал анализ, берегоукрепительные мероприятия оказались недостаточно эффективными. Поэтому возникает необходимость в разработке новых подходов к решению проблемы с целью
стабилизации береговых процессов, минимизации финансовых затрат на строительство и дальнейшее обслуживание берегозащитных сооружений.
Цель работы состояла в разработке предложений по наиболее эффективным и рациональным способам защиты, стратегии защиты в целом берегов Северо-Кавказского побережья Черного моря на основе современных представлений развития абразионных, лито и гидродинамических процессов, новейших достижений теории берегоукрепления.
В основу диссертации положен следующий фактический материал:
результаты экспедиционных и полевых исследований (Анапа-1993, Новомихайловка-1999, 2002, 2003 Тамань-2002 и пр.), проводимых Отделом береговой зоны моря ЮО ИО РАН в рамках проектов РФФИ, Миннауки РФ; -
результаты научно-экологического обоснования строительства гидротехнических сооружений, в разработке которых автор принимал непосредственное участие (галечный пляж пансионата "Белая Русь" Туапсинского района, галечный пляж с каменно-набросной бермой пансионата "Нефтянник" Новороссийского района, пляж пансионата "Надежда" п.Кабардинка, реконструкция (отсыпка территории) АО "Порт-Кавказ", строительства терминала по перевалке аммиака и нефтепродуктов п.Веселый Таманского полуострова, строительства порт-марина на м. Тонкий г.Геленджика и мн. др.).
результаты наблюдений за абразией берегов для отдельных секторов Черного моря, полученных в период с 1962 г. по настоящее время Южным отделением Института Океанологии им. П.П. Ширшова;
результаты личных наблюдений за береговыми процессами и состоянием берегоукрепительных сооружений Северо-Кавказского сектора Черного моря.
Личный вклад автора заключался в разработке представленной в диссертации стратегии
защиты морских берегов Северо-Кавказского сектора Черного моря от разрушительного
воздействия волн, а также рекомендаций по берегоукреплению и стабилизации береговых
процессов в рамках отдельных литодинамических систем и ячеек. Научные разработки,
выводы и рекомендации, изложенные в работе, принадлежат автору.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались на международных
конференциях MEDCOAST (1993, 1995, 1997), на 2-й Краевой научной конференции
молодых ученых (Геленджик, 1995), международной конференции "California and the
World Ocean" (Санта Барбара, США, 2002), Всероссийских отчетных научных
конференциях грантодержателей РФФИ и администрации Краснодарского края (Сочи,
2000, Туапсе 2001), специальной сессии Института океанологии БАН (2003), а также на расширенных коллоквиумах Отдела береговой зоны моря Южного отделения ИО РАН.
Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность научным руководителям д.г.н. Косьяну Р.Д., д.г.н. Есину Н.В., чья научная и организационная поддержка в значительной мере способствовала созданию данной работы. Находит признание автора внимание к работе д.г.н. Шахина В.М., к.т.н. Петрова В.А, к.ф.-м.н. Пыхова Н.В. Особую благодарность автор хочет выразить д.г.н. Пешкову В.М. за предоставленные фотоматериалы и плодотворные дискуссии по проблемам защиты берегов.
Роль обломочного материала
В предыдущих разделах были рассмотрены некоторые закономерности развития береговых процессов в условиях отсутствия обломочного материала в береговой зоне. Такая ситуация развития берегов не типична. В реальных условиях хотя бы в незначительных количествах, но обломочный материал в береговой зоне присутствует, внося существенный вклад в динамические береговые процессы.
Роль обломочного материала, присутствующего в береговой зоне, двояка. С одной стороны, он выполняет пляжеобразующие, защитные функции. С другой стороны, перемещаясь в береговой зоне, он может существенно увеличить как донную абразию, так и ударное, разрушительное воздействие волн на береговой уступ. Какая функция обломочного материала будет определяющей, зависит от его количества в береговой зоне.
Прежде всего, отметим его пляжеобразующую, защитную функцию. Чем больше пляжеобразующего материала, тем шире пляж. Волны, накатываясь на пляж, теряют свою волновую энергию, тем больше, чем шире пляж. При определенной ширине пляжа (гашение волн возможных раз в 25 лет для условий Восточного побережья Черного моря достигается при ширине пляжа не менее 25-30 м (Ромашин, 1998)) волны теряют энергию настолько, что не могут оказать разрушительного воздействия на береговой уступ. До конца 19-го века пляжи на побережья Северо-Восточной части Черного моря были довольно широкими. Их ширина на отдельных участках достигала 46 м. Побережье находилось в стадии стабильного динамического равновесия, когда количество поступающего и истираемого пляжеобразующего материала было приблизительно равно. С начала XX века состояние пляжей заметно ухудшилось. Интенсивное освоение человеком береговой зоны привело к существенному изменению развития естественных береговых процессов, в частности, баланса наносов.
Количество пляжеобразующего материала в береговой зоне определяется балансом наносов, его приходной и расходной частью. В зависимости от инженерных или научных задач баланс наносов может быть определен для конкретного рассматриваемого участка берега. В наиболее общем виде для условий Северо-Восточного побережья Черного моря его приходная и расходная часть могут быть представлены следующим образом.
Наиболее существенный вклад в приходную часть баланса вносит твердый сток рек, ручьев и временных водотоков. Положительная часть баланса наносов формируется также за счет абразионных процессов на берегу (при этом значительно более существенный вклад вносит абразия клифа в сравнении с абразией бенча), биологической седиментации (ракуша отмерших моллюсков), эоловые поступления, вдольбереговой поток, компенсационные подсыпки или создание искусственных пляжей.
Расходную часть баланса наносов формируют следующие факторы: истирание пляжеобразующего материала, уход наносов в подводные каньоны (ситуация характерная для участка берега Сочи-Адлер), вдольбереговой поток наносов (в зависимости от условий для рассматриваемого участка берега он может иметь как положительно, так и отрицательное значение), искусственное изъятие обломочного материала из береговой зоны.
С конца 19-го века, когда началось активное освоение человеком береговой зоны Черного моря, последний фактор расходной части баланса наносов стал столь существенным, что ширина пляжей стала сокращаться. Изъятие обломочного материала на строительные нужды шло не только из береговой зоны, но и из русел рек. В некоторых случаях построенными гидротехническими сооружениями прерывался ранее существовавший вдольбереговой поток наносов. Увеличение расходной части баланса наносов происходило на фоне уменьшения стока рек: свою отрицательную роль сыграли строительство плотин, зарегулированность стока.
Уменьшение ширины пляжей, количества обломочного материала приводит к усилению факторов его абразионного действия на бенч и береговой уступ. Когда обломочного материала на берегу находится достаточно много, он выполняет защитные функции для бенча, сложенного коренными породами: в движение под действием волн вовлекаются лишь верхние слои пляжных отложений. По мере уменьшения количества обломочного материла, граница вовлечения в движение наносов все ближе перемещается к коренным породам. В конечном итоге наступает момент, когда и нижние слои наносов начинают перемещаться по подстилающей поверхности, оказывая абразивное действие.
В настоящее время механизм абразивного действия обломочного материала изучен достаточно хорошо. Наиболее значительные теоретические исследования этого процесса были выполнены В.П. Зенковичем (1962), Г.А. Сафьяновым (1965), М.В. Гзовским (1975). В указанных работах приводятся не только теоретические представления, расчетные формулы, но и количественные оценки абразивного процесса.
В настоящей работе не рассматриваются вопросы численного прогноза динамики берега. Это обстоятельство избавляет нас от необходимости излагать теорию рассматриваемого процесса, полученные количественные результаты. Отметим лишь основные выводы.
Как отмечалось выше, придонных скоростей волновых движений в большинстве случаев оказывается недостаточно для преодоления сил сцепления в породе. Однако силовое воздействие частиц обломочного материала в момент удара может достигать значительных величин. Будучи отнесенное к площади соприкосновения, оно дает нагрузку того же порядка, что и предел прочности даже наиболее прочной породы (к примеру, характерного для Северо-Восточных берегов Черного моря флиша).
Факт значительного напряжения, возникающего при ударном воздействии обломочного материала, превышающего предел прочности пород, подтверждается абразивным стиранием гидротехнических сооружений. Известно, что при ударном воздействии гальки, скорость истирания бетона гидротехнических сооружений, находящихся в приурезовой зоне, может достигать 30 см/год, сваи рельсовых эстакад в приурезовой зоне полностью перерезаются за 8-10 лет, облицовка из прочного песчаника истирается на 50 см/год.
Т.о., абразия бенча и клифа, сложенных наиболее прочными породами, происходит под действием обломочного материала. При этом, как отмечается в вышеуказанных работах, объем скалываемой породы будет зависеть от скорости водного потока. Скорость абразии бенча выше в случае больших придонных скоростей движения воды. Скорость отступания клифа определяется энергией волн в зоне заплеска.
Современные методы и технологии берегозащиты
В предыдущем разделе речь зашла о методе защиты берегов с помощью искусственных свободных пляжей. Такой метод защиты берега отвечает принципам "геоники", то есть максимальному соответствию гидротехнических сооружений существующим в природе элементов защиты от волнений. Различные способы защиты от абразии и размыва природа выработала в процессе длительной эволюции. В неисчерпаемом разнообразии естественных береговых форм необходимо лишь увидеть наиболее подходящую для решаемой задачи, найти оптимальный способ создания искусственного аналога и, наконец, применить ее с максимальной пользой. При этом важно соблюсти не только форму, но и смоделировать все многообразие взаимосвязей природных элементов. Если, например, искусственный аналог тех или иных форм аккумулятивного рельефа исполняется из бетона, то он не может обладать пластичностью природного тела и поэтому может нанести берегу больше вреда, чем пользы.
Использования принципа "геоники" с целью управления береговыми процессами признавалась учеными и ранее. Еще в 50-х годах, профессор В.П. Зенкович предложил схему искусственной переймы в качестве берегозащитного сооружения. Она должна быть создана в волновой тени от плавучего волнолома и стать со временем естественным портовым молом. В природе таких вариантов развития аккумулятивных процессов достаточно много (рис 2.2.1).
Различные способы "естественной" защиты морских берегов применяются в последние десятилетия довольно широко. Прерывистое крепление морских берегов начало внедряться в Испании и Италии еще в середине 60-х годов (Kraus, 1996). Эффективность прерывистых волноломов определяется их способностью снижать энергию волн в заволноломном пространстве. В результате этого, между берегом и сооружением создается волновая тень и происходит аккумуляция наносов. В одном случае образуется выступ или салиент, а в случае соединения аккумулятивной формы с берегом - перейма или томболо. Использование прерывистых волноломов позволяет добиться положительного эффекта в стабилизации пляжей на протяженных участках (рис. 2.2.2).
Аналогичные принципы защиты берега реализуются при отсыпке искусственных островов. Параллельно при этом решается задача создания новых отвоеванных у моря территорий. Этот способ обычно применяется для участков побережья, где по тем или иным причинам строительство сооружений курортного комплекса на берегу ограничено. На Северо-Кавказком побережье Черного моря отсыпка искусственного острова со строительством на нем современного курортного комплекса планируется в пансионате "Югра" (в 30 км северо-западнее г.Туапсе). В указанном месте горные склона Кавказа практически вплотную подходят к береговой линии. Определенные ограничения в строительстве на берегу вносит проходящая между гостиничным комплексом и пляжевой зоной федеральная автомобильная дорога.
Более привлекательными, учитывая возможность использования объекта берегоукрепления в целях рекреации, выглядят проекты строительства искусственного острова совместно с искусственным аттолом (рис. 2.2.3). Тело атолла может быть образовано путем наброски крупного природного камня или фигурных бетонных блоков. Одним из перспективных направлений является отсыпка подобного рода сооружений инертными отходами. Такой способ отсыпки широко внедряется в Японии, в США (Kraus, 1996). Атолл может использоваться как чисто защитное сооружение или организован как пляжная зона. Недостатком искусственных атоллов является то, что это достаточно масштабное сооружение, и их строительство в береговой зоне может привести к существенным изменениям естественных береговых процессов. Природным аналогом построенного в береговой зоне атолла будет выдвинутый далеко в море мыс, который в случае существования вдольберегового потока наносов, может перекрыть его полностью.
В последнее время волноломы из каменной наброски все шире применяются в Японии, Италии, Испании и др. Весьма перспективной в смысле повышения устойчивости морских берегов к волновому воздействию является реконструкция береговой линии путем создания системы искусственных мысов. Цель - разбивка крупных литодинамических систем на отдельные ячейки с собственным балансом наносов. Удлинение береговой линии широко осуществляется в Японии. Там начато строительство искусственных мысов - волноломов (рис. 2.2.4). Такого рода мероприятия по реконструкции берегов успешно проводится в США, ФРГ, Франции, Австралии и других странах.
Геологическое и геоморфологическое строение побережья.
Для решения задач настоящей работы нет необходимости подробно описания геологического строения Кавказкого побережья. Поэтому в данном разделе мы ограничимся рассмотрением лишь тех вопросов, которые так или иначе связаны с морфологией берегов. Сведения по геологическому строению Черноморского побережья приводятся в многочисленных публикациях и обобщающих работах, а также в томах "Северный Кавказ" "Закавказье" обширного издания "Геология СССР" (рис. 3.1.1) Геоморфологические условия Черноморского побережья Краснодарского края характеризуются большим разнообразием, что обусловлено сложными проявлениями эндогенных и экзогенных факторов. Сложность эндогенных факторов определяется различием в типах структур, а также направленности деформаций побережья на неотектоническом этапе, в ходе которого происходило становление основных элементов районирования: регионов, областей, и в значительной мере даже районов. Эти элементы соответствуют морфоструктурам I, П и Ш порядка, которые формировались главным образом в течение позднеорогенной стадии новейшего этапа (верхний миоцен). В пределах рассматриваемого побережья развиты две мегаморфологические структуры I порядка (регионы) - горные сооружения Большого Кавказа (южная прибортовая зона) и Причерноморская низменность - мегавпадина. По последним схемам неоструктурного районирования, южная прибортовая зона мегантиклинория делится Туапсинским поперечным сбросом на две подзоны (области) - северо-западную (Джанхотскую) и юго-восточную (Сочинскую), что нашло отражение также в морфоструктурных особенностях данных территорий и послужило основой для разделения региона Черноморского побережья Кавказа на две соответствующие области. Сочинская более приподнятая подзона представляет собой серию продольных (общекавказского простирания) складчато-блоковых и складчатых структур. Менее приподнятая Джанхотская подзона представлена системой как продольных, так и поперечных горстов и грабенов. Неоструктурные особенности районов (морфоструктуры 3-го порядка) приурочены к обособленным блокам или их системам с однотипным характером новейших движений в течение плейстоцена.айонирование побережья на указанной основе создает определенный базовый фон, на котором происходит современное формирование отдельных крупных фрагментов береговой зоны.
Как было упомянуто выше, в геологическом строении берегов Западного Кавказа преобладающую роль играют флишевые фации, широко развитые на пространстве от Анапы до Адлера. На всем этом значительном протяжении берега, флишевые фации верхнего мела неоднократно сменяются отложениями палеогена, что связано со сложной тектоникой района. Так, например, при движении с северо-запада палеогеновый флиш, развитый у Анапы, сменяется верхнемеловым ближе к р.Сукко, который в свою очередь, снова сменяется палеогеновым к югу от Геленджика. У Кодошского мыса палеогеновый флиш выклинивается, уступая место меловому, распространенному вплоть до р.Пзезуапсе. Отсюда снова начинается палеогеновый флиш, исчезающий уже лишь у р.Псоу.
Толщи верхне-мелового флиша, участвующие в строении клифов п-ва Абрау представляют собой чередование пластов светлосерых мягких мергелей - "трескунов", глауконитовых песчанников, сланцевых глин и известняков. Антиклинальный хребет, проходящий вдлоь побережья полуострова на юго-восток продолжается в массиве Дооб, сложенного верхне-меловой флишевой толщей, чередующегося прослоями известняков, глин и алевролитов. Далее на юго-восток развита повсеместно и глинисто-мергельная толща сантона и кампана ("темный флиш").
В районе Кодошского мыса и к югу от Туапсе до р.Дедеркой развита свита Агой, представленная грубослоистыми, битоминозными мереглями с прослоями кварцево-глауконитовых песчанников. В верхней части этой свиты начинается постепенный переход к следующей Кодошской свите, состоящей из слоев темных глин, разделенных песчаником плотным темным мергелем. К юго-востоку от р.Дедеркой клиф сложен более древним капанским флишем, характеризующийся зеленоватыми мергелями с прослоями плотных известняков и известняковистых песчаников.
Палеогеновый флиш, развитый близи Анапы, а также между Геленджиком и Туапсе, состоит их слоев черных плотных глин, твердых метаморфизированных и таких же темных мергелей — "трескунов". В основании каждой пачки пластов лежат прослои песчаников, изменчивые по мощности. Местами прослои мерегля исчезают совершенно, а песчаник плотный, сильно известковистый, прорезанный трещинами, заполненными кальцитом, увеличивается в мощности. Палеогеновый флиш сильно смят в изоклинальные, обычно опрокинутые, складки.
В районе побережья р.Псезуапсе и р.Псоу в строении клифа принимают участие, так называемые, Мамайская, Сочинская, Хостинская и Кудепстинская свиты палеогена, представляющие собой чередование светлосерых темносерых слюдистых известковых глин и мергелей и плотных мелкозернистых кварцевых песчаников.
Сравнительная однородность флишевой полосы (наряду с вышеописанными причинами) на северо-западе описываемого района обуславливает значительную выравненность и плавные контуры береговой линии. Однако, в общей морфологии берегов северо-западного Кавказа существенное значение имеет геологическая структура флиша, пласты которого интенсивно дислоцированы. Крупные бухты (Геленджикская, Голубая) приурочены к переходным зонам между различными структурами, мелкие бухточки обычно связаны со "щелями", заложенными по линии тектонических нарушений и свойственных в большинстве случаев антиклинальным структурам. Мысы обязаны своим происхождением синклинальным дугам, где свиты флиша уплотнены, или участкам крутого падения пластов. Известное значение имеют и литологические различия отложений. Нередко образование небольших мысов связано с большей стойкостью пород к разрушительному воздействию волн в данном месте. На подводном склоне флишевые толщи, как правило, образуют грядовый рельеф. В юго-восточной части исследуемого района, где развиты третичные глины и конгломераты, основным фактором, определяющим морфологию берегов и подводного склона, является степень цементации пород.
Рекомендации по защите берегов на участке берега от м. Кодош до Сочи
Вышеприведенный анализ берегов и берегозащитных сооружений на исследуемом участке побережья позволяет сделать следующие выводы.
Общая отмелость дна, отсутствие мощных потоков наносов, наличие вогнутостей берега и бухт создает весьма благоприятные условия для широкого внедрения методов берегозащиты с помощью создания искусственных пляжей. Их нужно создавать в первую очередь там, где в этом есть необходимость и где они не могут образоваться естественным путем. Такие пляжи могут свободными, или их нужно строить в сочетании с наносоудерживающими сооружениями. Целесообразно рекомендовать, например, волногасящие элементы в виде прерывистых волноломов надводного типа. Одним из оптимальных способов регулирования продольного перемещения наносов на открытых участках побережья является расчленение береговой линии на мелкие литодинамические ячейки с помощью искусственных перейм. Создание волногасящих элементов в виде каменно-набросных бун или отдельного надводного волнолома в значительной степени повысят устойчивость пляжей на выступах берега или мысах.
В большинстве бухт основу берегозащитных мероприятий, безусловно, должны составить искусственные отсыпки. Их рекомендуется производить в том случае, если существующий пляж не обеспечивает гашения энергии волн или баланс пляжных наносов является пассивным. Вопрос о проведении отсыпок должен решаться с помощью моделей балансового типа как основы для прогноза развития пляжей в естественном режиме или при искусственном питании (Kuklev, 1997).
Искусственное пляжеобразование в бухтах открытого типа или в вогнутостях берега должно производиться с учетом пространственных масштабов миграций наносов. Если они ограничены пределами защищаемого берега, то не требуется дополнительных сооружений. Во многих бухтах смежные мысы практически исключают утечку наносов. А если это явление имеет место, то устранить его нетрудно с помощью сооружений, приближенных к естественному рельефу (каменно-набросные буны, одиночные томболо и др.). Там, где существующие берегоукрепительные сооружения не обеспечивают эффективную защиту или отрицательно влияют на динамику пляжа, целесообразно от них избавиться вообще. Хотя бы частично. Это относится, прежде всего, к Дивноморску, Геленджику, Кабардинке и другим участкам берега, о которых речь шла выше. Негативное влияние волноотбойных стенок можно снизить строительством в их основании каменно-набросных берм. Неэффективно работающие подводные волноломы можно использовать в качестве фундамента строительства прерывистых надводных волноломов.
4.3. Рекомендации по защите берегов на участке берега отм. Кодош до Сочи.
К юго-востоку от Туапсе Кавказские горы становятся по настоящему высокими, а хребты удаляются от берега на многие километры. Увеличиваются бассейны горных рек и количество осадков. Более многоводные реки поставляют к морю все большее количество гальки и песка. Берег от Туапсе до самого Сочи относительно ровный. Во всяком случае, здесь больше нет крупных мысов и бухт. Тектонические структуры простираются под острым углом к береговой линии, а неодинаковая прочность пород является причиной различных скоростей абразии и формирования мелкобухтового берега. Абразионные дуги выработаны в породах менее устойчивых к волновому воздействию меловых свит.
Береговой склон крутой, местами до 60-70, что способствует развитию обвально-осыпных явлений. Берег сейчас на большем протяжении абразионный, хотя еще в начале XX столетия здесь существовали широкие песчано-галечные пляжи. В настоящее время от них остались лишь отдельные фрагменты, а на многих участках пляжей нет вообще. В нижней части берегового обрыва врезана горизонтальная полка шириной 15-30 м, по которой проходит железная дорога Туапсе-Адлер.
В этой части побережья преобладают волнения западных румбов. Поэтому вся масса береговых и донных наносов перемещалась ранее на юго-восток в виде единого потока. Петрографический анализ речной и пляжной гальки показал, что этот поток зарождался в Аше-Псезуапсе и двигался в сторону Сочи. В настоящее время этого потока практически нет из-за истощения пляжей и массового строительства бун и подводных волноломов.
Начало берегоукрепительных работ на участке от Туапсе до Сочи было вызвано необходимостью защиты железной дороги от моря. Здесь испытывались самые разнообразные конструкции, начиная от примитивных стенок из каменной кладки до сложнейших сооружений из железобетона. В конце 60-х годов в порядке эксперимента попытались отсыпать горную массу от срезки береговых склонов. В основном это были глинистые сланцы, мергели и в небольшом количестве песчаники, которые слабо устойчивы к механическим нагрузкам. Поэтому бермы из такого материала довольно быстро размывались волнами, и нужного эффекта достигнуто не было.
Хотя на защиту железной дороги затратили громадные средства, состояние берега вызывает большую тревогу. Многокилометровые гребенки бун с пустыми пазухами, навалы бетонных массивов и полуразбитых бетонных конструкций. Более 10 км берега вообще лишены пляжных накоплений. Что касается решения самой проблемы, то она по сути дела загнана в тупик. Для ее кардинального решения средств у железной дороги и других пользователей береговой зоны просто нет. Поэтому каждому пользователю приходиться после штормов решать свои проблемы самостоятельно.
Береговые обрывы между реками Аше и Шахе сложены устойчивыми к абразии породами флиша (известняки, песчаники, прочные мергели) и поэтому поставляют в прибойную зону мало обломочного материала. Прибрежное дно оголено. Пляжи сильно истощены, а на протяжении 5 км вообще отсутствуют. Исключение составляют лишь устьевые участки крупных горных рек.
Между реками Куапсе и Псезуапсе от уреза до высоты 100-200 м располагается целый ярус четвертичных отложений пролювиального и морского генезиса мощностью до 10-15 м. Выходы скал в пределах этого яруса занимают только четвертую часть всей
