CC BY
47УДК 502:69
НАРУШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОГО
КРЫМА
Н.М. Ветрова, Э.Э. Меннанов
Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского», 295493 РК г. Симферополь, у. Киевская, 181 e-mail: xaoc.vetrova.03@mail.ru, mennanov.emran@mail.ru
Аннотация. Исследован участок берегоукрепительных сооружений пансионата «ВОЛНА» в с. Песчаное, выявлены причины наступления аварийного состояния берегоукрепительных сооружений, уточнены принципы разработки системы инженерных мероприятий по стабилизации и в дальнейшем улучшении экологического состояния берегов Западного Крыма.
Ключевые слова: береговая зона, берегоукрепительные сооружения, западный берег Крыма, экологическая безопасность.
ВВЕДЕНИЕ
Для сохранения экологически безопасного состояния берегов в Крыму берегоукрепительные сооружения начали возводиться еще с конца XIX века. Как правило, они представляли собой простые по конструкции волноотбойные стенки из местных материалов, защищавшие дороги и отдельные сооружения в береговой зоне. В это время практически единственными значительными искусственными сооружениями на берегах являлись ограждающие молы в портах городов Ялта и Феодосия, которые спроектировал и построил известный специалист в области строения портовых сооружений А. Л. Бертье-Делагард. Хотя в городе Феодосии портовый мол в различных видах существовал еще со Средневековья. С началом XX века в приморских городах Евпатория, Севастополь, Ялта, Феодосия были возведены набережные [1].
Бурное хозяйственное освоение побережья Крыма началось фактически с 1960-х гг., при этом оно сопровождалось нарастанием на берегах проблем, связанных с уменьшением поступления на пляжи твердого стока рек вследствие их зарегулирования водохранилищами, а также эксплуатацией карьеров строительных материалов в береговой зоне и непродуманным строительством некоторых гидротехнических сооружений. Вместе с тем, влияние изменений уровня моря, как в результате климатической и ветроволновой изменчивости, вносит определенный вклад в изменения береговой линии [4]. При этом активное строительство санаторно-курортных объектов, принадлежавших, главным образом, крупным министерствам и ведомствам, требовало «культурного» изменения берега за счет строительства объектов часто в максимально возможном приближении к морю [13].
Вышеуказанные факторы привели к экологическим проблемам побережья, а именно изменение характера и объема естественного движения наносов способствовало, в ряде случаев, деградации пляжей и активизации оползневых явлений, что наряду с недостатком пляжных территорий на Южном берегу Крыма вызвало необходимость строительства гидротехнических сооружений в береговой зоне.
Основными районами размещения берегозащитных сооружений сейчас являются Южный берег Крыма (ЮБК), Западный Крым, Феодосийский залив и акватория г. Керчь (рис. 1) [1].
Рис. 1. Расположение берегоукрепительных сооружение на территории Республики Крым
Если выбранную схему строительства берегоукрепительных сооружений на ЮБК с определенными допусками можно признать целесообразной [5], то стратегия берегозащиты в Западном Крыму оказалась явно поверхностной. Это было вызвано, во-первых, неоправданным стремлением «облагородить» берег традиционно популярными в тот период сооружениями из бетона и железобетона, а во-вторых, механическим перенесением опыта строительства на ЮБК на западное побережье Крыма, где особенности литодинамики и геоморфологии береговой зоны значительно отличаются. При этом, конечно, в ряде случаев сыграла свою роль не полная реализация проектных решений [1].
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПУБЛИКАЦИЙ
Район побережья Западного Крыма от города Евпатория до города Севастополь имеет протяженность около 75 км. Суммарная длина участков, на которых в настоящее время расположены различные типы берегозащитных
сооружений, составляет порядка 8 км (около 10,6% от всей длины береговой линии).
Село Песчаное как рекреационная зона начало развиваться с 1956 г., когда у самого устья р. Альмы был построен районный межколхозный дом отдыха. В то время здесь были прекрасные песчаные пляжи, а основным поставщиком материала для них был твердый сток р. Альмы. Самоназвание «Песчаное» говорит о составе пляжей в прошлом. Количество терригенного материала, поступавшего в виде взвешенных и влекомых наносов, оценивалось величиной около 24 тыс. т/год [2].
Основным источником пляжевых наносов вдоль берегов Западного Крыма является абразия клифов и бенчей. Естественный твердый сток в настоящее время из-за зарегулированности рек практически отсутствует, а закрепление берега бетоном, закрывающее клифы, еще больше усугубляет проблему дефицита наносов [17-18].
Пляжеудерживающие сооружения Западного Крыма в настоящий период представлены бунами (41 единица). В качестве берегоукрепительных сооружений используются преимущественно вертикальные волноотбойные стены, откосно-ступенчатые волногасящие набережные, сооружения проницаемой конструкции и волногасящие прикрытия из камня. Длина набережных разных типов после окончания строительства составляла около 6,5 км [1]. Фактически в настоящее время большая часть берегозащитных сооружений Крыма находится в эксплуатации более 30-40 лет (при заложенном в проекты расчетном сроке службы 25 лет), что приводит к ухудшению экологического состояния берегов в результате разрушения берегозащитных конструкций.
Согласно последним обследованиям, только 38,6% берегозащитных сооружений, расположенных в Западном Крыму, находятся в нормальном и удовлетворительном состоянии, 25% — в неудовлетворительном, 36,4% — в аварийном и предаварийном состоянии [11].
Пребывание людей на отдельных участках незакрепленного берега и на сооружениях, еще сохраняющих устойчивость, но не имеющих опоры под собой (лестницы, откосно-ступенчатые сооружения, дороги), а также на опасных участках в основании отвесных и крутых обвалоопасных склонов, особенно во время штормов и после выпадения интенсивных ливневых осадков, может привести к трагическим последствиям. Возникает проблема безопасной эксплуатации пляжей и набережных (рис. 2).
Отдельные сведения о параметрах Крымского побережья начали появляться с конца XIX века (И. Ф. Левандовский, М. Крендовский,
Н. А. Соколов, И. В. Мушкетов, В. А. Обручев, А. Ф. Слуцкий, В. И. Вутечич), но планомерное его изучение началось только в 30-е гг. XX в. (В. И. Глушков, М. И. Карбасников, П. К. Божтч,
A. И. Дзен-Литовский, В. Р. Добрынин,
B. С. Шустов, Н. А. Белов). С 1945 года в Крыму
работали экспедиции АН СССР под руководством В.П. Зенковича в составе А. А. Аксенова, В.Л. Бонгинова, Е.И. Невесского. Результаты этих работ были опубликованы в книгах «Берега Черного и Азовского морей», «Морфология и динамика советских берегов Черного моря», «Основы учения о развитии морских берегов», «Динамика береговой зоны бесприливных морей».
Рис. 2. Разрушенные конструкции откосных сооружений и набережной с. Песчаное
Работы крымских организаций по изучению экологических параметров побережья были вызваны жизненной необходимостью, а на Западном побережье работы начались с 1962 года по инициативе Сакского государственного курорта в связи с разрушением пересыпи Сакского озера из-за работы Прибреженского карьера завода строительных материалов. Было доказана необходимость закрытия карьера для сохранения Сакской пересыпи. Периодически разрабатывалась тематика по состоянию и динамике надводной части береговой полосы Крыма в Институте минеральных ресурсов (ИМР); подводной частью занималась морская партия Крымской геологической экспедиции, однако, обобщением этих материалов никогда не занимались. В ИМР был изучен генезис крымских пляжей, определены условия развития абразии с составлением карты, прошедшие апробацию, составлен кадастр надводной части берегов Крыма, проведено типологическое инженерно-геологическое районирование берегов Крыма.
Исследованиями вдольберегового потока наносов в береговой зоне западного Крыма занимались множество исследователей. В.Ф. Удовик и Ю. Н. Горячкин в результате своих исследований пришли к выводу, что центральный участок западного побережья в холодный период года характеризуется преобладанием непрерывного потока, направленного на север, и преимущественно представляет собой зону транзита наносов с южного участка на северный. Тенденция к резкому возрастанию интенсивности потока и существование устойчивого максимума в его центральной части предполагает помимо транзита так же необходимость дополнительного вовлечения в движение значительных объемов наносов для насыщения потока, что может ускорять процессы разрушения берегов. В теплый
период транзитная функция потока наносов существенно ослабевает, в первую очередь в связи с появлением в северной части центрального участка достаточно устойчивой ветви южного направления [14].
В настоящее время основной объем работ по побережью проводится ФГБУН «Морской гидрофизический институт РАН» и ГКУ РК «Противооползневое управление». Группой ведущих специалистов в настоящее время разрабатывается схема Автоматизированной базы данных для мониторинга морского побережья [9]. ГКУ РК «Противооползневое управление» занимается наблюдением за состоянием берегоукрепительных сооружений. С 80-х гг. XX в. проводят натурные и инструментальные наблюдения за состоянием не только берегозащиты, но и динамики пляжей.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
В рамках поставленных авторами исследовательских задач в 2015 году было проведено обследование на типичной территории прибрежной зоны Западного Крыма - территория пансионата «ВОЛНА», в с. Песчаное (ввод в эксплуатацию - 1990 г.).
Строительно-климатические характеристики участка пансионата «ВОЛНА»:
- по весу снегового покрова - 11-район Sg = 1.20 кПа (122.3 кг/м2), (СП 20.13330.2011);
- по давлению ветра - 1У-й район w0 = 0.48 Па (48.9. кг/м2), (СП 20.13330.2011);
- сейсмическая интенсивность по шкале МБК-64 - для средних грунтовых условий при вероятности превышения сейсмической интенсивности 10% в течение 50лет -8 баллов, (СП 14.13330.201, СНиП 11-7-81*));
- строительно-климатический район - 111Б, (СП 131.13330.2012, СНиП 23-01-99);
- грунтами основания служат суглинки с присутствием галечника > 25%.
При проектировании и строительстве пансионата было предусмотрено берегоукрепление в виде железобетонного лестничного сооружения для спуска с планировочной отметки территории пансионата, на отметку поверхности пляжа (-5м) (рис.3). Берегоу крепление (железобетонное лестничное сооружение) было построено как единое целое сооружение, объединяющее все соседние пансионаты, расположенные вдоль побережья.
В 2005 году на сооружении появились первые дефекты и повреждения, а к моменту обследования в 2015 году сооружение практически разрушено. Лестницы соседних пансионатов также полностью разрушены.
Рис 3. Берегоукрепительные сооружения в близи пансионата «ВОЛНА» в с. Песчаное после ввода в эксплуатацию 1995-2005 гг.
- Местоположение пансионата «ВОЛНА».
о
- Обследуемое берегоукрепительное сооружение.
Рис. 4. Фрагмент ситуационного плана пансионата «ВОЛНА»
Согласно результатам визуального
освидетельствования конструкций бетонного ограждения берегоукрепления, железобетонного лестничного сооружения, ограждение представляет собой бетонную стену, сложенную из бетонных стеновых блоков, толщиной 400 мм (рис. 5). Надземная часть ограждения была облицована плиткой из природного камня, которая, на момент обследования, частично обрушилась.
Рис. 5. Общий вид бетонного ограждения со
стороны моря у пансионата «ВОЛНА» Аварийное состояние грунтов основания и фундаментов
По результатам визуального
освидетельствования и инструментальных исследований можно сделать вывод, что общее техническое состояние ограждения
берегоукрепления (железобетонного лестничного сооружения) относится к IV - категории технического состояния (аварийное).
Осмотр территории вокруг сооружения показал, что за эксплуатационный период морские волны, из-за невыполненных берегоукрепительных работ систематически вымывали грунты основания под фундаментами берегоукрепительных стен. В итоге средняя и
нижняя части сооружения, потеряв опору, обрушились. Фундаменты разрушены (рис. 6).
Рис. 6. Разрушение грунтового основания лестничного сооружения у пансионата «ВОЛНА»
Верхняя лестничная площадка выполнена из сборных железобетонных плит, а лестницы выполнены монолитными железобетонными. Ограждение представляет собой бетонную стену, сложенную из бетонных стеновых блоков. Средняя лестничная площадка и средние и нижние лестничные марши были выполнены сборными железобетонными. Произошел отрыв лестничной площадки от земляного массива. Доступ на лестничную площадку с двух сторон, для безопасности, перекрыт. Обрушение верхней части сооружения со временем наиболее вероятно. Средние и нижние площадки и лестницы отсутствуют, их элементы обрушились и лежат на берегу (рис.7).
Рис. 7. Обрушившиеся конструктивные элементы средней и нижней частей сооружения у пансионата «ВОЛНА» с. Песчаное
Анализ собранных данных о состоянии конструкций берегозащиты показал, что ограждение сползает к морю, а берегоукрепление (железобетонное лестничное сооружение) не эксплуатируется в течение многих лет из-за полного разрушения средней и нижней частей лестницы. Верхняя часть лестницы находится в аварийном состоянии и может обрушиться в любое время. Пляж завален лестничными маршами и другими железобетонными конструкциями. Морские волны продолжают разрушать берег. Доступа отдыхающих к морю вдоль всего побережья, прилегающего к пансионату, а также и к соседним пансионатам, практически нет.
Разбор выявленных тенденций изменения параметров берегоукрепительных сооружений в районе Западного Крыма позволяет конкретизировать принципы разработки системы
инженерных мероприятий по стабилизации и в дальнейшем улучшения экологического состояния берегов:
- принцип эффективности;
- принцип экономичности: экономия затрат должна обеспечиваться на всех этапах строительства;
- принцип экологичности: конструкция не должна оказывать негативного воздействия на экологическое состояние защищаемого участка побережья - обеспечивать безопасность населения или временно-присутствующих людей от обрушения берега, не загрязнять территорию (почвы, воды) используемыми компонентами или не создавать возможность загрязняющими веществами через конструкцию, не влиять на состояние флоры и фауны в зоне расположения на основе оценки степени воздействия на окружающую среду (ОВОС) [6];
- принцип обеспечения долговечности конструкции сооружений:
а) при агрессивных воздействиях компонентов окружающей среды - море и атмосфера: конструкция должна быть устойчивой к многократному попеременному замораживанию-оттаиванию бетона, химическому действию морской воды и других агрессивных минерализованных или пресных вод, параметров атмосферы, ветровой, волновой и уровненному режиму прибрежной зоны моря);
б) в объективно складывающихся гидрогеологических условиях берега: конструкция должна проектироваться с учетом параметров типа грунта, формируемых направлений и объемов потоков грунтовых вод, способности к оползнеобразованию и др.;
в) в условиях параметров сейсмичности территории;
- принцип обеспечения ремонтопригодности конструкции;
ВЫВОДЫ
Разрушение конструкций
берегоукрепительных сооружений произошло в результате размыва основания волновой активностью моря. В местах разрушения берегоукрепительных сооружений происходит формирование естественного пляжа, материалом для которого служат грунты размываемого берегового склона, что означает неизбежную и довольно значительную потерю территорий и разрушение всех сооружений и построек на этих территориях. Данные берегоукрепительные сооружения являются аварийными, и не подлежат восстановлению и сохраняется опасность для жизни и здоровья людей при их пребывании вблизи данных сооружений.
Анализ состояния существующего
берегоукрепления и инженерной защиты Западного побережья Крыма проявил ряд проблем:
во-первых, отмечаются проблемы при эксплуатации сооружений берегоукрепления (на сегодняшний день такие сооружения не выполняют требования нормативных
документов, действующих на территории Российской Федерации);
во-вторых, отсутствует регламентирующий документ, определяющий стратегию
берегоукрепительных мероприятий, а также современное научное сопровождение
выполнения работ по проектированию, строительству и эксплуатации объектов берегоукрепления не выполняется в комплексе;
в-третьих, присутствуют проблемы при строительстве берегоукрепительных сооружений (отсутствие плавсредств для ведения гидротехнического строительства, ликвидация полигонов изготовления массивов, недостатки технического обеспечения специального строительного производства).
Строительство новых берегозащитных и берегоукрепительных сооружений на
проанализированном участке берега даст лишь временный положительный эффект и в дальнейшем может оказать весьма негативные последствия для соседних и даже удаленных участков. В связи с чем, вопрос о защите побережья необходимо решать в масштабах всей береговой зоны Каламитского залива с учетом экологических и эстетических аспектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горячкин Ю.Н. Берегозащитные сооружения Крыма: Западное побережье. Часть 1 / Ю.Н. Горячкин // Гидротехника. -2016. -№ 1. -С. 49-54.
2. Горячкин Ю.Н. Берегозащитные сооружения Крыма: Западное побережье. Часть 2 // Гидротехника. - 2016. - № 2. - С. 38-43.
3. Горячкин Ю. Н., Иванов В. А. Изменения климата и динамика берегов Украины // Доповвд Нащонально! академи наук Украши. -2008. -№ 10.-С. 118-122.
4. Горячкин Ю. Н. Уровень Черного моря: прошлое, настоящее и будущее. / Ю.Н. Горячкин, В.А. Иванов. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. -210 с.
5. Горячкин Ю. Н. Эффективность берегозащитных сооружений Крыма (ретроспективный взгляд) // Современное состояние и перспективы наращивания морского ресурсного потенциала юга России. Тезисы докладов международной научной конференции, пгт. Кацивели, 15-18 сентября 2014 г. -Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2014. - С. 77-80.
6. Иваненко, Т. А. Комплекс экологически безопасных технических решений застройки прибрежных рекреационных зон / Т. А. Иваненко, Н. М. Ветрова // Проблемы экологии. -2013. -№ 1(31). - С. 89-97.
7. Миньковская Р. Я., Иванов В. А. Морские устья рек Украины и устьевые процессы. Часть I. -Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. -488 с.
8. Отчет об обследовании конструкций части ограждения пансионата со стороны моря (литера 15) и конструкций берегоукрепления -железобетонное лестничное сооружение (литера 16) пансионата «ВОЛНА», расположенный по адресу: Республика Крым, с. Песчаное, ул. Набережная, 13 / ИП Киреева В.С. ; № К-150187/12.05.2015 - Симферополь: 2015. - 22 с.
9. Романюк О. С. Состояние изученности крымского побережья и задачи его восстановления // Пути решения проблемы сохранения и восстановления пляжей Крымского полуострова / Тезисы докладов научно-практической конференции, г. Севастополь, 16 -18 сентября 2015 г. - Севастополь: 2015. - С. 1416.
10. Рыжий М. Н. Проблемы инженерной защиты морских берегов Крыма и пути их решений в современных условиях // Пути решения проблемы сохранения и восстановления пляжей Крымского полуострова / Тезисы докладов научно-практической конференции, г. Севастополь, 16 - 18 сентября 2015 г. -Севастополь: 2015. - С.13-14.
11. Сапронова З. Д. Опыт проектирования и строительства берегозащитных сооружений в Крыму и оценка их эффективности / З. Д. Сапронова, В.С. Снегирев // Строительство и техногенная безопасность. -2013. -Вып. 45. - С. 108-114.
12. Современное состояние береговой зоны Крыма / Под ред. Ю. Н. Горячкина. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2015. -252 с.
13. Тлявлина Г. В. Проблемы и перспективы строительства берегоукрепительных сооружений и рекреационных пляжей на черноморском побережье Крыма / Г. В. Тлявлина, Р. М. Тлявлин, Н.А. Ярославцев // Гидротехника. - 2014. - № 3. - С. -28-39.
14. Удовик В. Ф., Горячкин Ю. Н. Межгодовая изменчивость вдольберегового потока наносов в береговой зоне западного Крыма / Научная электронная библиотека периодических изданий НАН Украины. -Морской гидрофизический институт НАН Украины. - Севастополь: 2013. - С. 363-368.
15. Удовик В. Ф., Горячкин Ю. Н. Оценки межгодовой изменчивости вдольберегового транспорта наносов на участке береговой зоны от Севастополя до Евпатории // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2015. -№ 1. - С. 55-66.
16. Coastal erosion [Electonic resourse]. -2014. Access mode: http://en.wikipedia.org/wiki/ Coastal_erosion
17. Goryachkin Yuri N. Coastal erosion and protection in Ukraine // Coastal erosion and
protection in Europe / Editing A. Williams and E. Pranzini. London: Earthscan, 2012. P. 413-426.
18. Kosyan R.D.,. Goryachkin Yu.N, Krylenko V.V., Dolotov V.V., Krylenko M.V., Godin E.A. 2012. Crimea and Caucasus Accumulative Coasts Dynamics Estimation using Satellite Pictures // Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 12: 385-390.
19. Peichev V. Beach Protection and Long Term Stabilizing of Black Sea Coastal Slopes. Sofia, Prof. M. Drinov Publ. House, 1998, 139-142.
20. Stanev E.V. Regional sea level response to global climatic change: Black Sea examples / E.V. Stanev, E.L. Peneva // Global and Planetary Changes. - 2002. - 32. - P. 33-47
N. M. Vetrova, E. E. Mannanov
VIOLATIONS OF ENVIRONMENTAL SITUATION IN THE COASTAL ZONE OF THE
WESTERN CRIMEA
Annotation. The site of coastal protection structures of the boarding house «WAVE» In village Peschanoye, the causes of the emergence of the emergency state of coastal protection structures are revealed, the principles for the development of a system of engineering measures to stabilize and further improve the ecological state of the shores of the Western Crimea are specified.
Key words: coastal zone, coastal protection structures, western coast of Crimea, ecological safety.
