О защите берегов и пляжей

О защите берегов и пляжей Проблема защиты морских берегов от разрушения очень актуальна во всем мире. Наше ласковое Азовское море – уникальный водоем, возникший в незапамятные времена. На этих берегах происходили колоссальные геологические изменения, ощутимые лишь на протяжении длительных эпох. Продолжаются такие изменения и сейчас, но они во многом обусловлены негативной хозяйственной деятельностью человека.

Наш северный берег Азовского моря, простирающийся от г. Геническа до Таганрогского залива, на всем протяжении ровный, обрывистый и пересечен во многих местах балками. В основном он сложен из глинистых и песчаных отложений и поэтому интенсивно разрушается. По многолетним наблюдениям море здесь наступает на сушу со скоростью 0,5-1,0 м в год, максимально до 3,2 м/год. Скорость осадконакопления различается по районам, в среднем за год поступает около 6 млн. т. ветрового и абразивного материала. Более интенсивно это происходит в Обиточном заливе (до 10 тыс.т./км берега), чуть меньше – в Бердянском заливе. Из береговых обрывов в море в среднем за год поступает 1,4 млн. т наносов, среди которых наибольшую часть составляют тонкозернистые осадки. Так, на фракции менее 0,05 мм в Обиточном заливе приходится 84,1%, в Утлюкском – 80,8, в Бердянском – 65,5, в Белосарайском – 58,6%. Поступления песчаного и гравийно-песчаного материала в заливы практически прекращено в связи с резким уменьшением стока малых приазовских рек по причине их полного зарегулирования водохранилищами и ставками. Дефицит твердого речного стока сейчас отражается и на ширине вдольбереговых песчаных пляжей, а подводные склоны превратились в глинистый бенч, лишенный осадочного чехла и биоценозов. Подтверждение этому – резкое уменьшение ширины песчаного пляжа в г. Приморске.
Морская гидродинамика свидетельствует, что главным процессом, определяющим своеобразие берегов, является процесс трансформации и рассеивания механической энергии морских волн при их взаимодействии с сушей. Главную роль в этом играют основные факторы современной динамики береговой зоны: волновое воздействие, уклоны дна и баланс наносов, в первую очередь их количество и гранулометрический состав частиц. Именно эти факторы определяют развитие берега по абразионному или аккумулятивному типу, создавая формы разрушения, размыва и формы насыпные, наносные из обломков пород часто попадающих сюда из участков разрушаемого берега. Другие природные процессы как биогенные, хемогенные, связанные с ветровым (эоловым) разносом, размывом и выносом рек и тому подобные, обуславливают возникновение специфических форм рельефа: дельты, ватты, коралловые рифы, термоабразионные, карстовые берега и другие.
При образовании волны в море частицы воды вовлекаются в орбитальное круговое движение, затухающее с глубиной. При приближении к берегу волны деформируются, а затем разрушаются, расходуя свою энергию на внутреннее трение в водной среде, взаимодействие с дном, перенос материала и на непосредственный удар о коренные породы. При таком подходе волны к берегу часть энергии расходуется на вдольбереговые течения.
В береговой зоне по характеру движения воды и вызываемым ею перемещений выделяют три области:

  • – колебательные волновые движения воды – зона подводного склона от начала движения наносов до области разрушения волн;
  • – разрушения волн;
  • – действия прибойного потока – от последнего разрушения волны до вершины заплеска.

В первой зоне орбитальные траектории частиц у дна превращаются в возвратно-поступательные линейные, вызывающие перемещение лежащих на дне наносов. При этом может происходить дифференциация наносов, их перемещение относительно берега по профилю дна и выработка профиля равновесия. Крупные частицы, как правило, двигаются к берегу, а мелкие сносятся вниз по склону. Если подводный склон сложен грубыми породами, то образуется крутой близ уреза вогнутый профиль и разрушение волны происходит на коротком расстоянии у самого берега. Когда же береговой склон сложен из мелкого песка и глины, как на наших берегах, то он исключительно отлогий, а деформированная волна проходит длинный путь, многократно забуруниваясь. Это мы и наблюдаем на нашем мелководном море с песчано-илистым дном.
Набегающая на берег волна разрушается от удара о сушу. Гребень волны преобразуется в плоский поток воды, взбегающий на берег – прибойный поток или накат. Вода в нем движется по инерции. На берегу аккумулятивного характера пляжа накат постепенно теряет скорость и под действием силы тяжести возвращается назад, образуя откат. Прибойный поток – основной фактор перемещения наносов и их аккумуляции на берегу. Прибрежные морские наносы это подвижные скопления осадочного материала различного происхождения, образующиеся на суше и в береговой зоне. Различают терригенный – образованный на суше и биогенный материал – образованный в процессе жизнедеятельности морских организмов.
От набрасывания наносов прибрежным потоком воды у береговой черты образуется пляж как самая простая аккумулятивная форма, дающая начало всем сложным и многообразным надводным аккумулятивным формам береговой зоны. На абразионных берегах пляжи, как правило, весьма временны, служат естественными гасителями энергии волн и защитниками берега от размыва.
О защите берегов и пляжей Интересный и очень важный процесс в береговой зоне – перемещение наносов волнового поля вдоль берега. Волны, подходящие к берегу под острым углом, образуют вдольбереговые течения, проникающие до самого дна. Именно эти течения переносят вдоль берега огромные массы мелкозернистых наносов, образуя так называемый вдольбереговой поток наносов. Для возникновения таких потоков наносов необходимо наличие на берегу или на дне достаточного запаса обломочного материала, поступления его из рек или от размыва берегов, от деятельности организмов (створки панцирей, раковины моллюсков), а также когда годовая равнодействующая волнового режима ориентирована под острым углом к линии берега. Оптимальный угол близок к 45°. В случае изменения направления годовой равнодействующей миграции наносов происходят то в одну, то в другую сторону. При изменении угла подхода волн к берегу, изменения очертаний береговой линии и направления волновой равнодействующей, уменьшении энергии волнения часть наносов «выпадает» из потока, скапливается у берега и образует различные аккумулятивные береговые формы: косы, стрелки, пересыпи, наволоки и др. Соответственно этому во внутренних морях развиты свободные аккумулятивные формы: косы, стрелки. Именно так образовались наши североазовские косы, в том числе и самая длинная из них – наша Обиточная коса.
Если же в прибрежную зону перестает поступать в достаточном количестве твердый берегообразующий материал, то рано или поздно при преобладании однонаправленных вдольбереговых течений все наносы смываются в одну сторону. В нашем случае весь песок и ракушка, составляющие основу пляжа, смываются на запад и формируют, увеличивают Обиточную косу. Что греха таить, какая-то часть песка с пляжей втихомолку «уходит» на строительные нужды. Поступления песка и ракушки с восточной части берега резко сократилось и ежегодно уменьшается. Интенсивно разрушающийся берег в сторону Бердянска сложен практически глинистыми материалами, не способными формировать пляжи. Поступающий от обвалов грунт только заиливает прибрежную зону. С уменьшением величины защитного пляжа вдоль всего берега, особенно в местах обрывов, размыв многократно увеличивается. Море наступает. Предпринятые в последние годы отчаянные попытки отдельных баз отдыха провести берегоукрепление путем насыпки бутовых плотин, перпендикулярных к берегу (бун) на ограниченных участках берега нарушили общую динамику вдольбереговых наносов. Если около бун еще как-то аккумулируется песок, то в стороне от них берег размывается еще сильнее, что и происходит на центральном пляже города.
К строению берегов имеет прямое отношение морская флора и фауна. Материалом для формирования берега и образования наносов служат крупные скелетные части, раковины моллюсков. В Азовском море основные аккумулятивные формы береговых образований сложены из такого материала. Здесь основными поставщиками ракушки являются три вида двухстворчатых моллюсков: кардиум, синдесмия и митилястер. В последние годы к ним присоединяется мидия и мия. Преобладающим же поставщиком остается кардиум. По причине снижения продуктивности бентоса поступление этого материала тоже уменьшается.
Биологические факторы иногда играют и защитную роль, защищая берег от размыва и ударов волн. Так особенно ярко это проявлялось в зоне штормовых выбросов морской травы зостеры – «камки» по местному народному названию этого высшего цветкового растения. Свое название она получила от слова «кайма», штормовые выбросы которой действительно окаймляют берег. В прежние годы при массовом развитии в море этой травы огромные массы зеленой сорванной штормом и старой перебитой камки лежали по урезу воды, значительно смягчая воздействие волн. Сейчас же в связи с резким уменьшением биомассы зостеры в море ее выбросы сократились и берега в отдельных участках практически очистились. Как это отразится на их динамике – покажет время.
Но все же, как мы уже отмечали, ведущим фактором в образовании берегов является волновой режим. Он складывается из повторяемости волнений различной силы и направлений, параметров волн (длина, высота, период и др.). Повторяемость волн зависит от ветров, господствующих в данном районе. Параметры волн определяются размерами и конфигурацией моря и в известной степени его глубиной. Ветер должен разогнать волну. Для этого требуется время и пространство. Сильный ветер, дующий поперек водного пространства, не имеющий большого разгона, даже за продолжительное время не вызовет огромных волн. На мелководье развитию волн мешает трение о дно и в мелководном Азовском море волны могут увеличиваться до тех пор, пока их длина не достигнет удвоенной глубины моря – 25-28 м. Далее волна, продолжая нарастать в высоту, становится круче и забурунивается. Волновой режим у берегов во многом зависит от уклонов. При малых глубинах у берегов, волна идущая к берегу разбивается далеко от него на внешней кромке подводного берегового склона. Даже при сильных штормах до уреза воды добегают лишь небольшие, остаточные, многократно перестроенные волны. Это часто наблюдается на мелководных азовских берегах. Несмотря на это и здесь волны оказывают решающее воздействие на формирование берегов. Да и шторма в этом море имеют своеобразный и крутой характер. Мощность прибойного потока в большой степени зависит от длины волны. Короткие и крутые азовские волны содержат в себе сравнительно мало воды и имеют небольшой период. Высота не более 3 м период 3-4 секунды и поэтому каждая волна часто и сильно бьет в берег.
Согласно современной концепции защиты морских берегов от разрушения штормовым волнением, наилучшей формой берегозащиты является свободный пляж полного профиля. Для его формирования необходим ряд условий, главные из которых: параметры волн, уровень моря, ориентация береговой линии, средняя крупность и объем пляжеобразующего материала. В случае дефицита наносов во вдольбереговом потоке, что и преобладает, на мой взгляд, в нашей зоне, обеспечение динамической устойчивости полнопрофильных пляжей (поддержание их в эксплуатационном состоянии) требует максимального объема подпитки искусственным пляжеобразующим материалом. Представьте себе, сколько надо средств и денег, чтобы искусственно обеспечить берег таким материалом. Пляжеобразующий карьерный материал повсюду является остродефицитным, а его заготовка и транспортировка еще дороже, поэтому создание и поддержание в эксплуатационном состоянии свободных полнопрофильных пляжей большинство специалистов считают экономически нецелесообразным.
В большинстве случаев прибегают либо к пляжеудерживающим сооружениям типа бун, шпор, траверсов, либо устраивают пляжи неполного (укороченного) профиля, прислоненные к продольным берегозащитным сооружениям. Традиционно для управления береговыми процессами на берегах Черного и Азовского морей применяются буны полного профиля, шпоры, траверсы, волноломы, вертикальные, криволинейные и откосно-ступенчатые берегозащитные стены. Сейчас появились новые типы пляжеудерживающих сооружений: сквозные стены, искусственное изменение рельефа дна (искусственные рифы и подводные траншеи) и искусственные острова. Все это обнадеживает, но на все эти работы нужны немалые деньги.
Как бы там ни было с деньгами, природа ждать не будет. Нарушенный берег будет разрушаться дальше и сильнее. Выскажу предложение для решения стоящих проблем. Где и как взять материал для восстановления городских пляжей? Нужно изучить возможность намывки песчаных берегов с помощью земснарядов при расчистке и дноуглублении прибрежных лиманов. Сейчас глубина лиманов на Центральном пляже не более 1 м, с преобладанием глубин 0,2-0,5 м, донные отложения сложены иловой грязью, илом с ракушкой, а более глубокие подстилающие слои могут быть из песка и ракушки. Расчищая и углубляя лиманы, мы решаем несколько проблем:

  • – Устраняем дефицит пляжеобразующего материала в прибрежной морской зоне и тем самым намываем, увеличиваем пляжи. С соответствующими берегоукрепляющими сооружениями это значительно повысит величину и надежность песчаного берега.
  • – Расчищенные лиманы при соответствующем благоустройстве и строительстве береговой инфраструктуры расширят курортно-рекреационные возможности г. Приморска. Это может быть зона для купания, водных аттракционов, проката плавсредств и различных развлечений, эффективного рыбного хозяйства, рекреационного рыболовства и т.д. Здесь же на акватории лиманов можно разместить организованные и соответственно оборудованные стоянки плавсредств рыбаков-любителей. Это решает массу проблем, освобождает пляж от лодок для отдыха людей.
  • Вторым составляющим берегоукрепления рекомендую искусственные рифы. Это универсальные сооружения комплексного назначения: защита берега, места нереста и обитания бычков, других рыб, участки гарантированного любительского рыболовства, очень эффективные биологические фильтры для природной очистки воды в зоне пляжей и т.д.

Реализация таких программ, конечно, требует времени и средств, разработки научного обоснования и проекта, но иного выхода нет и не будет. В современных социально-политических условиях решение таких проблем могут взять на себя современные предприниматели, фирмы, занимающиеся организацией рекреационно-туристических услуг, берущие в аренду прибрежную зону моря и ставящих перед собой цель – создать современный комплексный, природно-устойчивый и управляемый аквакомплекс для оказания разнообразных услуг и получения прибыли. Готов обсудить с заинтересованными лицами разработку и реализацию таких и других проектов по комплексному развитию нашего региона.

Кулик П.В. к.6.н., зав отделам аквакультуры НИAM, г. Бердянск. 
f tw yt25 moymir ok vk Google-plus2

Стрелково-тренировочный центр «Территория Z»

Генеральный дистрибьютор в Запорожье, Шторм

Дистрибьютор в Запорожье двигателей Парсун и лодок Шторм

Книга Спиннинговая рыбалка

Ваше фото