CC BY
22УДК 627.41
О ПОДХОДАХ К ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ СОПРОВОЖДЕНИЮ БЕРЕГОЗАЩИТНЫХ МЕР МОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КРЫМА
1 2 Меннанов Э.М..1, Меннанов Э.Э.2
Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение) ФГАОУ ВО КФУ им. В.И. Вернадского
295943 Республика Крым, г. Симферополь, ул. Киевская, 181,
e-mail: 1 mennanov.elmar@mail.ru, 2 mennanov.emran@mail.ru
Аннотация. Определены подходы к инженерно-экологическому сопровождению разработки и реализации берегозащитных мер на основании результатов анализа полученных при натурных наблюдениях в рамках мониторинга экологического состояния участка берега Крыма (район с. Песчаное).
Ключевые слова: береговая зона, берегозащита, берегоукрепление, западный берег Крыма, побережье, сооружения, экологическая безопасность.
ВВЕДЕНИЕ
Разработка подходов инженерно-экологического конструирования берегозащитных сооружений для территорий побережья Крыма основывается на теоретических основах геоморфологии надводной и подводной частей берега, гидрофизических закономерностей параметров моря в прибрежной зоне, климатических и сейсмических условий, а также должна учитывать влияние антропогенных факторов на экологические параметры береговой зоны.
Относительно Крымского полуострова следует отметить, что побережье имеет достаточно разнообразную геоморфологическую структуру, которая определяется природными и техногенными факторами, отличающимися по параметрам территорий: северно-западное, западное, южное, северо-восточное и юго-восточное побережья. При этом важным антропогенным фактором является рекреационная специализация территорий, которая сформирована именно в прибрежной зоне моря и оказывает значительное влияние на трансформацию параметров прибрежных зон, береговых массивов, подводных склонов берега.
Учитывая сложившуюся рекреационную направленность западного побережья Крыма от г. Евпатории до г. Севастополя, была поставлена задача всестороннего исследования в рамках мониторинга экологического состояния побережья в районе с. Песчаное.
Село Песчаное как рекреационная зона начало развиваться с 1956 года, когда у самого устья р. Альмы был построен районный межколхозный дом отдыха. В тот период на побережье были прекрасные песчаные пляжи (ширина - 20-30 метров), а основным поставщиком материала для них был твердый сток р. Альмы. Название населенного пункта «Песчаное» подтверждает качественные характеристики пляжей в его районе. Количество терригенного материала, поступавшего в виде взвешенных наносов, оценивалось в объемах около 24 тыс. т/год [1].
К 1982 году пляж в районе с. Песчаное сократился практически полностью - море вплотную подступило к клифу, а абразия клифа резко возросла, что в свою очередь определило угрозы прибрежным строениям. В качестве причин определены: курортное развитие территорий, а также полное отсутствие источника пляжного материала - твердого стока р. Альма в результате строительства Альминского и Партизанского водохранилищ.
Первоначально берег пытались защитить возведением вертикальных железобетонных стен, а также берегозащитных сооружений (буны) - строительство началось в 1982 году. К 1990 году было закончено строительство 15 бун, длина которых составила от 50 до 85 м, а расстояние между ними от 50 до 500 метров.
Севернее буны № 15 после срезки и террасирования клифа к 1994 году была построена откосно-ступенчатая волногасящая набережная (ОСВН) на протяжении 845 метров [1]. Ранее здесь существовал пляж шириной от 10 до 16 м. Источником поддержания пляжа были продукты разрушения клифа, скорость отступания которого в результате абразии составляла в среднем 0,25 метра в год [2]. После того как берег на этом участке был защищен бетонными конструкциями ОСВН, пляж начал сокращаться, и к 1997 году пляж перед набережной на протяжении 200 метров отсутствовал. С этого же времени начался процесс разрушения ОСВН, который вскоре приобрел лавинообразный характер. Набережная в форме ОСВН была полностью разрушена к 2006 году. В этом же году фрагменты разрушенной набережной частично были демонтированы на протяжении 60 метров. На участке набережной, на которой были демонтированы обломки бетонных конструкций за ряд лет, образовался галечный пляж шириной до 8 метров в результате разрушения клифа.
Деградация береговой территории продолжается и по настоящее время, что определило необходимость проведения мониторинга экологического состояния участка берега села Песчаное для выявления проблем инженерно-экологического обеспечения берегозащиты.
ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель статьи - конкретизировать подходы к инженерно-экологическому сопровождению берегозащитных мер на основании результатов анализа полученных в рамках натурных наблюдений при мониторинге экологического состояния участка берега.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
Коллектив авторов в 2015 году провел обследование [3] по программе экологического мониторинга берегоукрепительных сооружений западного берега крымского полуострова на территории санатория Волна с. Песчаное Республики Крым (рис. 1), в результате которого было выявлено следующее:
- железобетонные буны на исследованном участке с. Песчаное сохранились, хотя металлические части ограждений и конструкций отсутствуют вследствие коррозионного разрушения;
Рис. 1. Фотофиксация состояния территории набережной в районе санатория "Волна", с. Песчаное, 2015 год [фото авторов]
Рис. 2. Состояние образовавшегося пляжа на участке демонтированных ОСВН на 2015 год (вид с юга на север) [фото авторов]
- с 2006 года продолжается деградация пляжа в результате вдольбереговых течений, что в свою очередь повлекло к размыву основания откосных ступенчатых волногасящих берегоукрепительных сооружений набережной (ОСВН), расположенной севернее зоны бун (территория санатория «Волна» и смежных рекреационных объектов). Данные откосные ступенчатые волногасящие берегоукрепительные сооружения набережной в районе с. Песчаное являются аварийными, и не подлежат восстановлению и сохраняется опасность для жизни и здоровья людей при их пребывании вблизи данных сооружений;
- на участках берега, где демонтированы потерявшие устойчивость в части ОСВН отмечено формирование естественного пляжа, материалом для которого служат грунты размываемого берегового склона (нижний слой -глины, верхний слой - галечник), что определяет значительное сокращение территорий рекреационной специализации и способствует разрушению других сооружений и построек на этих территориях побережья моря (рис. 2, 3).
По результатам исследования были подготовлены предложения по восстановлению нарушенных берегозащитных сооружений на исследованной территорий. Предлагалось:
провести разбор нарушенных конструкций ОСВН;
выполнить мероприятия по укреплению берегового склона посредством железобетонных конструкций и высадкой насаждений для экологического закрепления массивов склона;
организовать отвод подземных и дождевых вод с прилегающей территории в море, целесообразный для данного участка набережной;
выполнить планировочные работы в пляжной полосе с подсыпкой щебня крупной фракции для формирования основания пляжа.
Проект по восстановлению берегозащитных сооружений не был реализован по причине отсутствия финансирования. Периодически фиксировались процессы, происходящие на данной прибрежной территории с 2015-2017 гг.
В 2018 году были проведены повторные полевые наблюдения: исследовались ширина и расположение пляжных полос, состояние клифа, состояние берегоукрепительных сооружений и территории набережной с. Песчаное (рис. 4, 5). Уделили внимание выявленному в 2015 году процессу пляжеобразования вследствие размыва волновой нагрузкой клифа (рис. 2-3) на участке после демонтажа элементов ОСВН в районе санатория «Волна» (рис 4, 5).
Рис. 3. Состояние образовавшегося пляжа на участке демонтированных ОСВН на 2015 год (вид с севера на юг) [фото авторов]
Рис. 4. Состояние образовавшегося пляжа на участке демонтированных ОСВН на 2018 год (вид с юга на север) [фото авторов]
Рис. 5. Состояние образовавшегося пляжа на участке демонтированных ОСВН на 2018 год (вид с севера на юг) [фото авторов]
Анализ собранного материала о процессах формирования пляжа, состояние ОСВН и берегозащитных стен и построение моделей по ним (рис. 2-3, рис. 4-5), позволяет отметить, что на участке демонтажа разрушенных ОСВН произошло разрушение склона, образование пляжа, а также перераспределение пляжного материала. Так, в северной части участка увеличилась ширина пляжа, а в южной части - ширина пляжа уменьшилась. Судя по характеру перераспределения наносов на данном участке пляжа, можно сделать вывод о том, что железобетонные лестничные марши, оставшиеся по обеим сторонам участка, образовали в своем роде прибрежные буны, которые частично стабилизировали деградацию образовавшегося пляжа. Однако оставшиеся бетонные конструкции ОСВН, которые примыкают к свободному участку пляжа погрузились под воду из-за размыва основания, что привело к разрушению примыкающего берегового склона на 0,2-0,4 метра.
Севернее от территории пансионата "Волна", где конструкции ОСВН были демонтированы полностью на всем дальнейшем протяжении берега, за период 2015-2018 гг. ширина пляжа сократилась на 5-15 м. (рис. 2, 4). Размыв произошел под влиянием волновой нагрузки на пляж, вдольбереговых течений, которые имеют направление в этой части Крыма с юга на север [4].
А на участке берега южнее пансионата "Волна", на котором сохранились разрушенные и погруженные в воду конструкции ОСВН, они образовали волноломы, снижающие разрушающую нагрузку волн на береговой клиф. До 2015 года разрушение клифа незначительное (рис. 6). А за период с 2015 года по 2018 год (рис. 6, 7) происходит размытие основания под железобетонными конструкциями ОСВН, их заглубление под воду, что снижает их волноломные свойства и соответственно ускоряет разрушение клифа.
Рис. 6. Состояние берегового клифа на участке не демонтированных ОСВН на 2015 год (вид с севера на юг) [фото авторов]
Рис. 7. Состояние берегового клифа на участке не демонтированных ОСВН на 2018 год (вид с севера на юг) [фото авторов]
Такая ситуация по сокращению пляжей в рекреационных зонах наблюдается на большей части западного побережья Крымского полуострова. Если и дальше так будет продолжаться без принятия соответствующих инженерных мероприятий берегозащитной направленности, то мы можем потерять значительную территорию берега, которая и так с 1905 года по оценкам специалистов [4] сократилась по всей протяженности береговой линии на 100 м за счет наступления моря.
Демонтировать остатки железобетонных конструкций набережной, несомненно, необходимо, поскольку данная территория относится к санаторно-курортной зоне с. Песчаное, которая без соответствующего безопасного доступа к пляжам эксплуатироваться не может. Однако, как было выявлено, пляжи на участке практически уничтожены, что приводит к необходимости скорейшего их восстановления, а преждевременный демонтаж оставшихся частей железобетонных конструкций с учетом выявленных закономерностей (рис. 2-5)
ускорит разрушение берега. Необходимые инженерные меры должны обеспечить снижение волновой нагрузки на берег и укрепление берегового склона.
В мировой и отечественной практике используются различные методы и технологии берегозащиты и берегоукрепления, в большей части которых используются бетонные и железобетонные конструкции. Однако злоупотребление "монолитным" закреплением берега влияет на экологическое состояние курортной территории в части нарушения природного ландшафта, нарушения периодичности естественных процессов абразии, снижения комфортности пребывания в зоне повышенной температуры от разогреваемых искусственных ограждающих конструкций у пляжа и др.
Необходим комплексный подход к проведению инженерно-экологических мероприятий по берегозащите, берегоукреплению и одновременно восстановлению пляжей. Проектируемые сооружения инженерной защиты в современных условиях обязательно должны соответствовать двум принципам:
- принципу компенсации территорий (нельзя допустить сокращение площади и протяженности побережья вдоль уреза воды);
- принципу экологичности (способы берегозащиты, конструкции и размеры сооружений должны определяться рельефом надводной и подводной частей берега, характером грунтов, ветровым, волновым и уровненным режимом прибрежной зоны моря).
При выборе метода берегозащиты и форм сооружений должны быть учтены все факторы - как благоприятные, так и негативные, особенно в отношении экологического состояния защищаемого участка побережья с оценкой степени воздействия на окружающую среду. При этом снижение волновых воздействий на берегозащитные сооружения должно происходить за счет повышения их волногасящей способности за счет учета при проектировании естественно-природных закономерностей каждой территории. Одновременно берегозащитные, оградительные сооружения и инженерные мероприятия по освоению склонов и других территорий должны улучшать экологическую обстановку прибрежной акватории и прилежащей территории.
ВЫВОДЫ
На крымском полуострове значительное количество прибрежных территорий рекреационного характера, подверженных деградации, которые нуждаются в глубоком анализе экологического состояния, выборе подходов к разработке конструктивных решений берегозащиты и берегоукрепления с учетом экологических факторов. При инженерно-экологическом сопровождении проектов берегозащитных сооружений (как при создании новых, так и восстановлении или эксплуатации существующих) необходимо проведение исследований комплекса природных и антропогенных закономерностей системы «земля-море» и организация инженерно-экологического мониторинга состояния прибрежной зоны с целью корректировки принятых решений для обеспечения экологической безопасности на территории.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горячкин, Ю.Н. Берегозащитные сооружения Крыма: Западное побережье. Часть 2 [Текст] / Ю.Н. Горячкин // Гидротехника. - 2016. - № 2. - С. 38-43.
2. Современное состояние береговой зоны Крыма / под ред. Ю.Н. Горячкина. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2015. - 252 с.
3. Ветрова, Н.М. Нарушения экологической ситуации в береговой зоне западного Крыма / Н.М. Ветрова, Э.Э. Меннанов // Строительство и техногенная безопасность. Сб. науч. трудов. -2017. - Вып. 59.- С. 147-152.
4. 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.
ABOUT APPROACHES TO ENGINEERING AND ENVIRONMENTAL SUPPORT COAST PROTECTION MEASURES OF THE SEA COAST OF THE CRIMEA
Mennanov E. M., Mennanov E.E.
V.I. Vemadsky Crimean Federal University, Institute of Economics and Management
Annotation. Approaches to engineering and environmental support for the development and implementation of coastal protection measures were determined on the basis of the results of analysis of the coastal section of the Crimean coast (area of the village of Peschanoe), obtained during field observations.
Keywords: coastal zone, coastal protection, western coast of Crimea, coast, structures, ecological safety.
