Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности проблемы. Исходные материалы и методика исследований 10
Глава 2. Основные природные условия, факторы и процессы развития побережья юго-восточной Балтики 30
2.1. Геолого-геоморфологические условия развития берегов юго-восточной Балтики 30
2.2. Гидрометеорологические и гидродинамические факторы 40
2.2.1. Ветро-волновой режим 40
2.2.2. Короткопериодные колебания уровня 45
2.2.3. Ледовый режим 47
2.2.4. Прибрежные течения 47
2.2.5. Природные факторы и процессы не волнового происхождения 54
Глава 3. Техногенные факторы развития берегов юго-восточной Балтики 58
3.1. Влияние и воздействие техногенных горных отвалов и наносов на динамику береговой зоны Самбийского п-ова 60
3.2. Влияние и воздействие гидротехнического строительства на морфолитодинамику береговой зоны юго-восточной Балтики 79
3.3. Берегозащитные мероприятия 98
3.4. Техноплагенные факторы и экологическое состояние береговой зоны 116
3.5. Оценка поступления нефтепродуктов с поверхностным стоком с приморских территорий 122
Заключение и выводы 129
Список использованных источников 131
Приложения 147
- Геолого-геоморфологические условия развития берегов юго-восточной Балтики
- Природные факторы и процессы не волнового происхождения
- Берегозащитные мероприятия
- Оценка поступления нефтепродуктов с поверхностным стоком с приморских территорий
Введение к работе
Актуальность темы. Береговая зона морей и океанов представляет собой область взаимодействия и взаимопроникновения гидросферы, литосферы, атмосферы и биосферы (Зенкович, 1962; Леонтьев, 1982; Сафьянов, 1996). Она является зоной хозяйственного использования, где осуществляется эксплуатация природных ресурсов. Процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности определяется термином «техногенез», что означает преобразование природной среды посредством прямого или косвенного воздействия на нее техническими средствами (Реймерс, 1990).
Воздействие и влияние техногенеза проявляется в нарушении хода естественных процессов в береговой зоне, связанных с изменением закономерностей развития поперечного профиля и контура берега, дифференциацией обломочного материала, интенсивностью и направленностью морфолитодинамических процессов (Айбулатов и др., 1979; Айбулатов, Басе, 1983; Айбулатов, Артюхин, 1993; Артюхин, 1989 и др.).
Техногенные нарушения природных процессов в береговой зоне широко распространены на берегах Европы, Северной Америки, Японии, а также в отдельных районах побережий Азии, Африки и Латинской Америки (Доло-тов, 2004).
Техногенное воздействие часто осложнено техноплагениыми факторами, которые протекают под влиянием естественных сил, но приводятся в действие техническим «толчком» (Артюхин, 1989; Айбулатов, Артюхин, 1993). К ним относятся: изменение водообмена между морскими и пресноводными бассейнами и поступление загрязняющих веществ с берега и в результате сбросов в открытое море.
С учетом вышеизложенного, весьма актуальной становится проблема детального изучения и оценки техногенного воздействия на морфолитодинамику береговой зоны. Постоянный рост такого воздействия можно рассматривать как один из важнейших берегоформирующих факторов, от которого прямо или косвенно зависит состояние и дальнейшее развитие берегов.
Формы техногенного воздействия на береговую зону моря достаточно широко охарактеризованы в научных работах. Однако при всей многочисленности публикаций, в них рассматриваются, главным образом, негативные последствия этого воздействия. Кроме того, не учитывается влияние техногенного вмеша-
тельства на процессы эволюции побережья. И лишь в редких случаях теоретические изыскания становятся основанием для решения практических вопросов.
В работе указанные выше пробелы частично восполнены. В ней осмысливаются как негативные, так и позитивные последствия техногенеза на морфоли-тодинамику береговой зоны юго-восточной Балтики на фоне воздействия на берега природных явлений. Обосновывается степень влияния производственной деятельности на эволюцию побережья, что совместно с прикладными аспектами, позволяет считать поставленную в работе проблему актуальной.
Основной целью работы является выявление закономерностей и особенностей воздействия техногенеза на современную морфолитодинамику береговой зоны юго-восточной Балтики и её пространственно-временную эволюцию.
Задачи исследования. Для достижения основной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
проведён анализ ведущих природных условий, факторов и процессов, определяющих динамику береговой зоны юго-восточной Балтики или существенно влияющих на интенсивность и направленность берегоформирующих процессов;
детально проанализированы техногенные условия и факторы, влияющие и воздействующие на морфолитодинамику берегов Самбийского п-ова;
выполнены натурные исследования морфолитодинамических процессов, протекающих под влиянием и воздействием техногенного вмешательства;
проведен анализ воздействия техноплагенных факторов на компоненты природной среды прибрежной зоны моря;
в результате анализа и синтеза результатов исследований, выявлена и оценена роль техногенеза в эволюции береговой зоны юго-восточной Балтики.
Материалы и методика исследований. В основу работы положены материалы полевых исследований, полученных автором в экспедициях АО ИОРАН (1969 г.), Прибрежно-морской экспедиции КГУ (1970-1977 гг.), Балтийской морс-кой экспедиции ВНИИморгео (1978-1991 гг.) и Морской геоэкологической экспедиции КГУ (2000-2003 гг.), а также фондовые, литературные и картографические материалы. В основу методики изучения природных и техногенных явлений, наблюдающихся в береговой зоне юго-восточной Балтики, легли как апробированные методы прибрежно-морских исследований (геолого-геоморфологический, гидрометеорологический и др.), так и специфические
(метод трассеров) приёмы. Кроме того, проведены измерения поверхностных течений, а также количественная оценка деформаций рельефа как надводной, так и подводной частей береговой зоны методом совмещенных батиграфиче-ских кривых (Сафьянов, 1996).
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Выполнено теоретическое обобщение по проблеме роли техногенных факторов в морфолитодинамике песчаных берегов юго-восточной Балтики.
-
В натурных условиях измерены основные характеристики гидро- и лито-динамического режимов ключевых участков береговой зоны Самбийского п-ова. Определены количественные показатели процессов абразии и аккумуляции.
-
Выявлена ведущая роль техногенеза в морфолитодинамике береговой зоны юго-вос-точной Балтики, заключающаяся, с одной стороны, в образовании искусственных форм рельефа (молы, буны), способствующем дополнительному расчленению берегов, увеличению доли поперечного перемещения наносов и связанному с ним возрастанию темпов разрушения берегов, а с другой - в формировании мощных источников питания, гфиводящим к выравниванию береговой линии, преобладанию вдольбереговых миграций наносов, их аккумуляции по ходу перемещения и стабилизации берегового уступа.
-
Впервые показано, что техноплагенные факторы в сочетании с природными и техногенными условиями оказывают существенное влияние на экологическую обстановку в прибрежных водах.
Основные защищаемые положения:
1. Поступление в береговую зону юго-восточной Балтики значительных объемов рыхлого материала в результате горнотехнической деятельности, являясь первопричиной выравнивания береговой линии, приводит к интенсификации процессов вдольберегового перемещения наносов и их накоплению по ходу такого перемещения, стабилизации берегового уступа на значительном протяжении, сохраняя тем самым ценные участки прибрежной территории от разрушения волнами. Прекращение техногенного вмешательства ведет к деградации сформировавшихся аккумулятивных форм, увеличению горизонтального расчленения берегов и усилению процесса выноса пляжеобразующего материала за пределы береговой зоны, что в дальнейшем приведет к возобновлению абразии береговых уступов. Поперечные гидротехнические сооружения, являясь искусственными мысами, способствуют дополнительному расчленению бе-
реговой зоны, что приводит к преобладанию поперечного перемещения наносов и увеличению темпа деструкции берегов.
-
Ретроспективный анализ существующей системы берегозащиты Сам-бийского полуострова и Куршской косы (более чем за полуторавековой период времени) показывает низкую ее эффективность для обеспечения рекреационной привлекательности побережья региона. Гидротехнические сооружения (бупы, стенки, опояски, волногасители) инициируют дефицит наносов в верхней части подводного берегового склона, размыв пляжей и абразию берегов на смежных участках.
-
Техноплагснные факторы в сочетании с природными и техногенными условиями оказывают определяющее воздействие на экологическую обстановку в береговой зоне. Так, горизонтальное расчленение береговой зоны в силу особенностей гидро- и литодинамического режимов способствует накоплению в вершинах бухт загрязняющих веществ. В периоды штормовой активности у мысов, гидротехнических сооружений и в бухтах генерируются разрывные течения, способствующие очищению береговой зоны.
Практическая значимость исследования определяется использованием его результатов в гидротехническом строительстве. Большая часть фактического материала, положенного в основу диссертации, получена в ходе выполнения договорных работ с производственными и проектными организациями, специализирующимися на защите берегов и строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений. Практическую реализацию результаты исследований получили в производственной деятельности Калининградского филиала Лен-ТИСИЗ и Службы морского канала Калининградского морского порта. Материалы диссертации внедрены в учебный процесс и используются при чтении учебных курсов на факультете географии и геоэкологии РГУ им. И. Канта.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 7 международных и региональных конференциях, в том числе: XX Международной научной конференции «Человечество и береговая зона Мирового океана в XXI веке» (Москва, 2000); Международной конференции, посвященной 70-летию КГТУ (Калининград, 2000); Международной конференции «География, общество, окружающая среда» (Светлогорск, 2001); Международной конференции «Инновации в науке и образовании-2003» (Калининград, 2003); XXI Международной береговой конференции «Прибрежная зона моря: морфодинамика и гео-
экология» (Светлогорск, 2004); Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2004» (Калининград, 2004).
Личный вклад автора в работу заключается в организации и проведении полевых работ, обработке и обобщении результатов исследований, а также внедрении их в практику. Основные научные выводы принадлежат автору.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 17 статей. В процессе работы над диссертацией автор постоянно ощущал поддержку сотрудников факультета географии и геоэкологии РГУ им. И. Канта и АО ИОРАН, оказавших помощь при проведении экспедиционных исследований и обсуждении работы.
Объем и структура работы. Диссертация представляет собой рукопись объемом 147 страниц печатного текста, включая 37 рисунков, 24 таблицы, а также список литературы, насчитывающий 214 наименований. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и 14 приложений.
Геолого-геоморфологические условия развития берегов юго-восточной Балтики
Юго-восточное побережье Балтийского моря, включающее в себя берега Самбийского п-ова, Куршской и Вислинской кос, а также прилегающий к ним участок морского дна, в тектоническом отношении приурочено к юго-восточному склону Балтийской синеклизы, расположенной в западной части Русской платформы. Осадочный чехол синеклизы залегает на дорифейском фундаменте, сложенном магматическими и метаморфическими породами и разделенном разломами на блоки [65,125].
Самбийский п-ов располагается в обширной приподнятой зоне северозападной части Калининградского мегавала, разделяющего Куршскую и Вислинскую впадины, занятые одноименными заливами. Указанные крупные структурные формы установлены в нижне-среднеплейстоценовых и неогеновых отложениях, что свидетельствует о значительной роли новейших (неоген-четвертичных) движений в их формировании [61].
Новейший (неоген-четвертичный) структурный план, по-видимому, является унаследованным от более древних [165], по крайней мере, со времени альпийского орогенеза [71], а суммарное поднятие юго-восточной Балтики за неоген и четвертичное время оценивается в 70-100 м [74].
В плейстоцене на фоне унаследованных мало интенсивных эпейрогенических движений происходили значительные по амплитуде гляциоизостатические подвижки, обусловленные возникновением и исчезновением оледенения. Дегляциация характеризуемой территории, завершившаяся во второй половине аллереда, то есть около 11500-11000 лет назад, обусловила быстрое ее поднятие, суммарная амплитуда которого составила 10-12 м [71].
Переход к послеледниковью (около 9000 лет назад) характеризовался уменьшением скорости вертикальных движений, о чем свидетельствует уменьшение градиентов уклона молодых береговых образований по отношению к древним [74], а сами движения этого времени были уже собственно тектоническими, приуроченными к региональным и локальным структурам [125].Влияние гляциоизостатических движений быстро уменьшалось и через 5-6 тыс. лет после дегляциации совсем прекратилось [72, 119, 141].Современные тектонические движения унаследованы от послеледниковых.
По материалам уровнемерных наблюдений и повторного нивелирования различные участки побережья вовлечены в движения разного знака и интенсивности (табл. 2).
Из приведенных в таблице данных видно, что современные берега юго-восточной Балтики имеют тенденцию к слабому погружению, что оказывает существенное влияние на характер современных берегоформирующих процессов. Так, большинство берегов района развиваются как абразионные, а в пределах распространения аккумулятивных форм преобладают процессы их размыва. Юго-восточная Прибалтика, в пределах которой располагается район исследований, представляет собой зону равнин ледниковой и водно-ледниковой аккумуляции, сформированную последним (валдайским) оледенением. Здесь прослеживаются конечно-моренные образования, развиты волнистые и холмистые равнины основной морены, озы, камы, друмлинные поля, озерные и зандровые равнины и т.д.
В пределах побережья ледниковый рельеф переработан волновой деятельностыо поздне- и послеледниковых бассейнов Балтики. Волновые процессы, протекавшие здесь в разное время и на разных уровнях, привели к переработке первичного рельефа и образованию таких специфических береговых форм рельефа как береговые уступы, пересыпи, береговые валы и т.д. Вместе с тем здесь получили широкое распространение прибрежные дюны различного возраста и типа.
Уклоны первичного рельефа, а также состав слагающих его осадков существенно влияют на интенсивность и направленность берегоформирующих процессов, в зависимости от чего берег развивается по тому или иному пути: становится либо абразионным, либо - аккумулятивным.
Геоморфология абразионных берегов
К абразионным относятся активно разрушаемые берега Самбийского п-ова, характеризуемые специфическим набором форм прибрежно-морского рельефа, как надводных, так и подводных.
Самбийский п-ов в плане представляет собой почти прямоугольный выступ суши в море. Мыс Таран является естественной зоной раздела западного и северного побережий.
Ледниковый рельеф полуострова холмисто-увалистый, по периферии переходящий в равнинный. Максимальная отметка +111,4 м располагается в центральной части полуострова. В сторону моря ледниковая равнина обрывается крутым береговым уступом, высота которого, достигая 40-55 м у мыса Таран, постепенно уменьшается до 5-7 м у г. Балтийска на юге и г. Зеленоградска — на востоке. Береговая линия полуострова значительно расчленена, что объясняется особенностями геологического строения побережья. Мысы, разделяющие пологие бухты, образованы выходами в береговом уступе плотных трудно размываемых валунных суглинков. Вогнутости берега соответствуют участкам распространения песчано-глинистых легкоразмываемых отложений.
Мыс Таран представляет собой отмерший абразионный уступ высотой около 50 м, сложенный плотными валунными мореными суглинками. Отсутствие здесь активной абразии объясняется существованием на подводном береговом склоне обширного поля валунно-глыбового бенча, гасящего большую часть волновой энергии и берегозащитным сооружением в виде волноотбойной стенки, построенной еще в начале XX века у подножия уступа.
Восточнее прослеживается выступ берега в районе пос. Отрадное, а также мысы Купальный и Гвардейский, разделяющие три бухты: Филинскую, Светлогорскую и Пионерскую. Примерно от устья р. Забава начинается пологий вогнутый берег, плавно переходящий в Куршскую косу.
На участке от м. Таран до пос. Филино, представляющем собой западный борт Филинской бухты, высота активно абрадируемого клифа достигает 55 м, средняя крутизна 70 (табл. 3). Средняя и верхняя части склона, сложенные, соответственно, неогеновыми песками и толщей песчано-суглинистых четвертичных накоплений, более полога (50-60). Эоценовые породы представлены толщей разнозернистых глауконито-кварцевых песков, сцементированных гидроокислами железа (фация "крант"), с видимой мощностью 10-12 м. В гранулометрическом составе песков преобладают частицы размером 0,5-0,25 мм (50%), на долю фракции 0,25-0,1 мм приходится 16%, примеси глинистых частиц составляют 0,1-4,6%, гравия - от долей до 12% [77].
Результаты исследований физико-механических свойств эоценовых песков [86] свидетельствуют о значительной их устойчивости к развитию в береговом уступе склоновых процессов.
Пачка неогеновых накоплений, залегающих на эоценовых осадках, представлена разнозернистыми глауконитовыми песками с прослоями глин и гравийно-галечного материала.
В гранулометрическом составе неогеновых отложений преобладает фракция 0,1-0,05 мм (66%). На долю фракции 0,25- 0,1 приходится 50%, 0,5-0,25 - 45%, 0,5-0,25 мм - 30%. Содержание глинистых частиц не превышает 1,5-4,8% [77].
Физико-механические параметры неогеновых отложений свидетельствуют об их высоких прочностных качествах, которые не способствуют развитию здесь обвально-оползневых процессов [86].
Природные факторы и процессы не волнового происхождения
К природным факторам не волнового происхождения, существенно определяющим процессы развития морских берегов, мы относим гравитационные, вызывающие склоновые процессы в пределах берегового уступа, эоловые и гидрологические, от которых в большой степени зависят рельеф береговой зоны и бюджет наносов в ее пределах, а также биогенные и хемогенные факторы, определяющие процессы био- и хемогенной аккумуляции и денудации.
Морфодинамическими береговыми процессами, широко развитыми в пределах юго-восточного побережья Балтийского моря, являются оползневые, обвально-оползневые, осыпные и оплывинпые проявления. В зависимости от геологического строения береговых уступов, характера и степени их обводненности поверхностными и подземными водами, а также от высоты и крутизны склонов оползневые деформации разного происхождения, являются практически единственным источником поступления наносов в береговую зону абразионных участков берегов юго-восточной Балтики[14, 39,42, 82, 171].
Существенную роль в развитии рельефа побережья и формировании бюджета наносов его береговой зоны играют процессы, связанные с деятельностью поверхностных вод и ветра — образование оврагов и эоловый перенос.
Образование оврагов, как динамический процесс, существенно влияющий на деструктивную динамику берегового уступа, широко развито в пределах абразионных берегов Самбийского п-ова. Этому способствуют климатические условия района, характеризующиеся большим количеством атмосферных осадков (до 917 мм в год) [66].
Наиболее крупные и глубоко врезанные (до 40 м) овраги приурочены к северному участку побережья от г. Светлогорска до пос. Филино.
На западном побережье овраги развиты в меньшей степени, что связывается с особенностями геологического и гидрогеологического строения района. Наиболее крупный из них (с глубиной вреза 35-37 м) прорезает береговой уступ у пос. Донское. Остальные имеют глубину вреза 10-15 м.
Эоловые проявления широко и повсеместно развиты как в пределах отмелого балтийского побережья. Сам процесс заключается в перемещении ветром подсушенного пляжевого песка к тыловой части пляжа и формировании там своеобразных эоловых подушек и авандюн [170, 182]. При небольшой высоте берегового уступа, если таковой имеется, часть песчаного материала выносится на его бровку и откладывается там.
В определенных природных условиях важное место в ряду берегоформирующих процессов занимают процессы, связанные с биологическими и химическими превращениями вещества в береговой зоне. Так, значительным источником поступления рыхлого материала на подводный береговой склон являются морские организмы. Среди них в пределах мелководья главная роль принадлежит моллюскам и водорослям, которые при отмирании обогащают мелководные отложения карбонатным и кремнистым материалом [3, 9, 181].
Роль биогенного фактора в пополнении наносами береговой зоны Балтики относительно невелика, поскольку здесь отсутствуют условия для массового развития организмов, обладающих известковыми и кремниевыми скелетами [115].
В процессе своей жизнедеятельности некоторые организмы способствуют механическому разрушению плотных донных осадков, увеличивая темпы денудации последних. Донные организмы играют определенную роль в осадкообразовании лишь в пределах прибрежных мелководий, однако их малая продуктивность не способствует образованию больших объемов биогенных наносов, способных существенно пополнить бюджет наносов в береговой зоне. Раковинный материал измельчается и растворяется в агрессивной морской среде, недонасыщенной карбонатом кальция [65].
Таким образом, проведя анализ природных условий, факторов, влияющих и воздействующих на ход берегоформирующих процессов, можно сделать следующие выводы:
1. Современные берегоформирующие процессы, определяемые природными факторами волнового и не волнового происхождения, как правило, являются унаследованными.
2. Главенствующими из этих процессов являются механическая абразия береговых уступов, размыв прибрежно-морских аккумулятивных форм и эоловых образований, перемещение обломочного материала прибрежными течениями и его аккумуляция. Развитие береговых процессов волнового происхождения определяются гидрометеорологическим, гидродинамическим и литодинамическим режимами побережья.
3. Режим прибрежных течений, определяющий перемещение наносов на подводном береговом склоне, зависит, прежде всего, от направления и параметров ветра и генерируемого им волнения. Однако огромное влияние на режим течений оказывает степень расчлененности береговой линии. В пределах побережья, изобилующего бухтами и разделяющими их мысами, при усилении ветра, дующего строго вдоль берега, до штормового происходит отклонение придонных течений от вдольберегового направления в сторону открытого моря. Разворот ветра в сторону морских румбов провоцирует образование зон конвергенции градиентных течений в вершинах бухт и дивергенции на мысах.
Берегозащитные мероприятия
Юго-восточное побережье Балтийского моря является районом, где защита берегов имеет давние традиции. Как уже отмечалось, берега в ходе естественного развития подвергались разрушению морскими волнами, а влияние и воздействие на них техногенных факторов часто оказывалось негативным. Оно приводило к дальнейшей дестабилизации берегов и наносило ощутимый ущерб как самой вновь организованной инфраструктуре, так и природной системе береговой зоны в целом. В связи с этим дальнейшее развитие прибрежных территорий требовало и требует осуществления различных берегозащитных и берегоукрепительных мероприятий, направленных на предотвращение или минимизацию указанных негативных последствий.
На берегах, подверженных абразии или размыву, применяются как техногенные (инженерные), так и естественные (природные) способы их защиты. К инженерным способам относится строительство в береговой зоне берегозащитных и берегоукрепительных сооружений активного и пассивного типов, призванных ослабить или полностью исключить воздействие волн на береговой уступ, а также устранить влияние гравитационных и эрозионных факторов, действующих в её пределах. Основу природной берегозащиты составляют пляжи. Первые берегоукрепительные сооружения были сооружены в районе Кранца (Зеленоградск) и Лесного (Куршская коса) в 1441 и 1497 годах [216].
Берегозащитные и берегоукрепительные мероприятия на юго-восточном побережье Балтики проводились, в основном, в пределах Самбийского п-ова, а также на берегах Вислинской и Куршской кос, где имеется комплекс берегозащитных и берегоукрепительных сооружений, протяженность которого составляет 31,5 км или 70% общей длины разрушаемых берегов (табл. 17).
Здесь на абрадируемых участках защита береговых уступов от разрушения волнами осуществлялась путем строительства сооружений пассивного (волноотбойные стенки, противооползневые опояски) и активного (буны) типов, сооруженных в разное время, начиная с XIX века.
Конструктивные особенности волноотбойных стенок и противооползневых опоясок могут быть разными, но задачи их общие — отразить или разрушить прибойную волну и укрепить береговой уступ. На Балтике волноотбойные конструкции обычно строились из камня и бетона, с крутой передней стенкой. Волноотбойная стенка у м. Таран (построена в 1887-1902 гг.) является самой старой из сохранившихся береговых инженерных сооружений на Балтике. Позже, в 20-30 годы XX века были построены каменные стенки у пос. Лесное, в гг. Светлогорске, Пионерске и ЗеленоградскеКроме того, на рубеже XIX и XX веков были построены деревянные свайные опояски у пос. Янтарный, в г. Светлогорске и г. Зеленоградске [187,209], которые к настоящему времени не сохранились. В послевоенное время в береговой зоне Самбийского п-ова строились берегозащитные и противооползневые сооружения в основном пассивного типа, а также осуществлялись мероприятия по естественной защите эоловых образований.
В 1962 году у пос. Отрадное была построена бетонная опояска длиной 930 м. Противооползневые опояски такой же конструкции были сооружены в Светлогорске (500 м) и Зеленоградске (1100 м).
Восточнее г. Пионерска и в западной части г. Зеленоградска (продолжение опояски) в 1980-1985 гг. построена берегозащитная опояска в виде ряжевой конструкции (табл. 17).
В период с 1982 по 1985 гг. в Светлогорске удлинена береговая опояска к западу от набережной. Конструкция состоит из железобетонных свай с каменной наброской, перекрытых железобетонными плитами длиной 60 м. К востоку от набережной поставлена волногасящая конструкция из тетраподов длиной 303 м, а также опояска, состоящая из железобетонных брусов и свай, установленных друг на друга и уложенных на фашинном основании. Протяженность опояски 68 м.
В 1986-1987 гг. работы по удлинению берегозащитных и противооползневых опоясок были продолжены. В Зеленоградске смонтирован ее отрезок длиной 148 м, являющийся продолжением подобного сооружения начала 60-х годов. Опояска представляет собой проницаемую волногасящую конструкцию из железобетонных свай в 2 ряда, по верху голов которых положены железобетонные блоки. Аналогичная конструкция длиной 480 и сооружена в Светлогорске (табл. 17).
На западной окраине Зеленоградска в 1989 г. построена свайно-ячеистая берма длиной 450 м из железобетонных свай, забитых в 3 ряда с шагом 0,8 м, на которых в шахматном порядке надеты старые автопокрышки. По верху голов свай приварены арматурные стержни.
Восточнее г. Пионерска и в западной части г. Зеленоградска (продолжение опояски) в 1980-1985 гг. построена берегозащитная опояска в виде ряжевой конструкции.
В период с 1982 по 1985 гг. в Светлогорске удлинена береговая опояска к западу от набережной. Конструкция состоит из железобетонных свай с каменной наброской, перекрытых железобетонными плитами длиной 60 м. К востоку от набережной поставлена волногасящая конструкция из тетраподов длиной 303 м, а также опояска, состоящая из железобетонных брусов и свай, установленных друг на друга и уложенных на фашинном основании. Протяженность опояски 68 м В 1986-1987 гг. работы по удлинению берегозащитных и противооползневых опоясок были продолжены. В Зеленоградске смонтирован ее отрезок длиной 148 м, являющийся продолжением подобного сооружения начала 60-х годов. Опояска представляет собой проницаемую волногасящую конструкцию из железобетонных свай в 2 ряда, по верху голов которых положены железобетонные блоки. Аналогичная конструкция длиной 480 и сооружена в Светлогорске (табл. 17).
На западной окраине Зеленоградска в 1989 г. построена свайно-ячеистая берма длиной 450 м из железобетонных свай, забитых в 3 ряда с шагом 0,8 м, на которых в шахматном порядке надеты старые автопокрышки. По верху голов свай приварены арматурные стержни.
Январским штормом 1983 г. в самой южной части Куршской косы протяженностью 800 м была полностью размыта авандюна. В качестве аварийных мероприятий здесь был построен комплекс сооружений, включающий в себя:
-волногасящую ячеистую берму, представляющую собой экспериментальную конструкцию из 27 модулей, установленных на фашинном основании и состоящих из железобетонных балок с нанизанными на них автопокрышками. Длина конструкции 100 м.
-волногасящую берму длиной 600 м из железобетонных тетраподов весом 3,5т (600 м);
-волногасящую свайно-ячеистую берму (500 м), перекрывающую проран;
Для защиты Куршской косы от наметившего прорыва морскими волнами в самом узком ее месте — у пос. Лесное построена свайно-ячеистая берма длиной 200 м.
Из сооружений пассивного типа эффективно противодействуют морскому волнению разнообразные проницаемые продольные конструкции, сооруженные в последние годы на участках берега у г. Пионерский, пос. Рыбное, в южной части Куршской косы. Волноотбойные стенки, построенные в начале 20-го века у мыса Таран и у пос. Лесное находятся в состоянии, близком к полному разрушению. Полуразрушены противооползневые опояски, сооруженные уже в 60-е годы у пос. Отрадное, в гг. Светлогорске и Пионерский. И те, и другие расположены в зонах максимального волнового воздействия. Хорошо сохранились лишь те стенки и опояски, которые были построены на участках волновой тени молов порта Пионерский.
Волноотбойные стенки с одной стороны укрепили и стабилизировали подножия абразионных уступов, но в тоже время спровоцировали активизацию размыва пляжей перед ними (волноотбойный эффект).
Отрицательное влияние волноотбойных стен отмечалось и в пределах побережий других внутренних морей. Так, на песчаных косах Азовского моря участки их размыва четко соответствуют расположению подобных конструкций. Волноотбойные стены стали одним из техногенных условий, под влиянием которых были практически уничтожены пляжи кавказского побережья Черного моря. Широкие масштабы приняли процессы размыва пляжей в результате создания вертикальных стенок на берегах США, Великобритании, Италии и многих других стран [9].
Оценка поступления нефтепродуктов с поверхностным стоком с приморских территорий
Для береговой зоны юго-восточной Балтики характерен высокий уровень загрязнения морских вод нефтепродуктами [2- 4, 8, 14 - 17, 38, 40, 130-132, 135-137, 202].
Непосредственное поступление НУ со сточными водами в Балтийское море в 2001 г. через организованные выпуски канализационных систем составило 7,56 т/год (табл. 23).
Таким образом, в прибрежную зону моря в 2001 году поступило более 7,5 тонн нефтепродуктов из канализационных систем прибрежных населенных пунктов (г. Балтийск, п. Отрадное, г. Светлогорск, г. Пионерский, г. Зеленоградск), что более чем в два раза превышает ПДС.
Однако на берегу существует целый ряд населенных пунктов, чьи неорганизованные стоки не учитываются (п. Донское, п. Приморье, п. Окунево и т.п.). Кроме того, не учитывается объем нефтяного загрязнения, поступающего с поверхностным стоком с урбанизированных и технологических территорий, а также со стоком малых рек, впадающих в море (p.p. Зеленая, Светлогорка, Чистая, Мотыль, Спокойная, Забава, Алейка и Медвежья).
В этой связи предпринята попытка оценить уровень поступления нефтепродуктов с поверхностным стоком.
К рассмотрению приняты стоки дождевых и талых вод г. Светлогорск, г. Пионсрск через системы городских ливневых канализаций в реки Светлогорка и Чистая, являющиеся, в основном, водоприемниками для дождевых и талых вод г.г. Светлогорск и Пионерск.
Определение количества поступающих в водоприемник дождевых и талых вод выполнено в соответствии с действующими методиками [161, 164].
Годовой объем дождевых и талых вод определен по формуле
Согласно нормативной литературе [35] концентрация нефтяного загрязнения от дождевых и талых вод с территорий жилых кварталов и микрорайонов оценивается:
— дождевые воды — 35 мг/л0,4= 14 мг/л;
— талые воды — 40мг/л0,4=16 мг/л.
Оценим количество загрязняющих веществ, поступающих с поверхностными водотоками в береговую зону района. г.Светлогорск, р. Светлогорка, исходные данные:
— р.Светлогорка и водоприемник ливневых и талых вод с большей части площади г.Светлогорска. Система ливневой канализации, за исключением застройки, расположенной южнее железнодорожной линии, довоенной постройки.
Основная часть организованного с городской застройки выпуска дождевых и талых вод осуществляется в озеро Тихое и далее через р. Светлогорку в море;
F1 - площадь крыш и асфальтовых покрытий « 50% = 75 га;
F2 - площадь газонов и зеленых насаждений « 30% = 45 га;
F3 - площадь песчано-гравийных покрытий « 20% = 30 га.
г. Пионерск, р. Чистая, исходные данные:
— водоприемник ливневых и талых вод с большей части площади г. Пионерска. Система ливневой канализации довоенной постройки. Основная часть организованного с городской застройки выпуска дождевых и талых вод осуществляется в р. Чистая;
— водосборная площадь (расчеты выполнены по карте масштаба 1:10000) 140 га, втом числе:
F1 - площадь крыш и асфальтовых покрытий х 50% = 70 га;
F2 - площадь газонов и зеленых насаждений « 25% = 35 га;
F3 - площадь песчано-гравийных покрытий « 25% = 35 га.
Согласно изложенной выше методике, расчетное количество НУ, попадающих по системе ливневой канализации с городских территорий в реки составляет более 5,6 тонн (табл. 24).
С учетом результатов определения содержания нефтепродуктов в реках, впадающих в Балтийское море, нами проведена ориентировочная оценка сброса НУ малыми реками, чьи водозаборные бассейны располагаются в малозаселенных местностях (р. Забава и р. Алейка).
- р. Забава (БМ-16) — водоток 1 категории (по рыбохозяйственному значению), протяженность 12,0 км. Истоком реки служит пруд Пугачевский в районе пос. Романово, впадает в Балтийское море между поселками Прибрежное и Куликово. Водосборная площадь 16 км2. Среднегодовой расход 0,08 м3/с (2523 тыс.м3/год). Концентрация нефтепродуктов в воде реки по данным гидрохимического анализа (2003 г.) 0,019 мг/л, сброс НУ - 0,126 т/год; - р.Алейка (AT) — водоток 1 категории (по рыбохозяйственному значению), протяженность 12,0 км. Истоки реки находятся в районе пос. Шумное, впадает в Балтийское море между поселками Береговое и Прибой. Водосборная площадь 40,4 км . Среднегодовой расход 0,2 м /с (6307 тыс. м /год), средняя скорость течения около 0,1 м/с. Содержание нефтепродуктов в воде реки составляет (2003 г.) 0,031 мг/л, сброс НУ - 0,328 т/год.
Наибольшая концентрация НУ в 2003 г. отмечена в р. Чистая 0,073, но по ней не имеется гидрологических данных.
Исходя из вышеизложенного, количество нефтепродуктов, поступивших с суши в береговую зону Самбийского п-ова можно оценить не менее 13,5 т/год, из которых почти половина (6 т) приходится, как показывают представленные расчеты, на нефтепродукты из ливневой канализации и рек. Поэтому, уровень воздействия на береговую зону юго-восточной Балтики требует дополнительной корректировки с учетом и контролем неорганизованного стока.
В заключение отметим, что приведенные результаты поступления нефтепродуктов с суши со сточными водами являются неполными, так как по некоторым сбросам не ведется соответствующих наблюдений и не осуществляется учет сбросов. Это относится к районам пос. Мечниково (выпуск ливневой канализации г. Балтийск), г. Зеленоградска (выпуски ливневой канализации в районе променада) и пп. Донское, Филино, Лесное, а также реки Мотыль, Зеленая, канал Медвежий и другие более мелкие постоянные водотоки. Кроме того, в береговых обрывах в тыльной части пляжа происходит разгрузка мелиоративных систем.
