CC BY
79
_ГЕОГРАФИЯ, ГЕОЛОГИЯ_
УДК 551.435 (262.5)
ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ АДЛЕРСКОГО УЧАСТКА БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ ЧЕРНОГО МОРЯ
© 2009 г. Ю.В. Артюхин
ГУСНПП «Краснодарберегозащита», SUSRC «Krasnodarberegozashita»,
353680, г. Ейск, ул. Абрикосовая, 24, 353680, Eisk, Abrikosovaya St., 24,
arty-yeisk@mail. ru arty-yeisk@mail. ru
Обсуждаются природные риски реализации программы строительства олимпийских объектов на побережье междуречья Мзымта-Псоу. Предложена схема освоения, учитывающая не только создание олимпийских объектов, но и использование гравийно-галечных отложений дельтового комплекса в целях расширения пляжей курорта Адлер.
Ключевые слова: береговая зона, разлом, вертикальные тектонические движения, эвстатический подъем уровня, продольный профиль реки, дефицит наносов, штормовое подтопление берега, каньон, искусственное пляжеобразование.
Discussed natural risks to realization of the program construction olympic object on seaside interstream area Mzymta—Psou. Offered scheme of the mastering, taking into account not only creation olympic object, but also use gravel-pebble deposits of the deltaic complex in purpose of the extension of the beaches of the resort Adler.
Keywords: coast zone, breaking, vertical tectonic motions, eustatic raising of level, the longitudinal section of river, the scarcity of deposits, the gale water-table elevation of coast, canyon, artificial formation of the beaches.
В 2007 г. обнародованы планы строительства олимпийских сооружений в приморской части долины р. Мзымта (г. Адлер). В газетных публикациях и на экономическом форуме «Сочи-2007» были показаны схемы и макеты их размещения [1]. Отели, олимпийскую деревню и главный стадион предлагалось расположить в пределах аллювиально-морской равнины междуречья Мзымта-Псоу, в непосредственной близости от Имеретинской бухты (между м. Констан-тиновский и м. Имеретинский). Создаваемый крупный комплекс спортивных и культурно-развлекательных объектов будет иметь большую вместимость (суммарно не менее 60-70 тыс. чел.) и стоимость -360-370 млн дол. Вкладывая значительные ресурсы, разработчики предложений должны были бы исходить из учета сложных проблем устойчивости территории, предназначенной для возведения строений третьего, а то и второго класса капитальности. Однако результаты такого анализа не обнародованы, что и заставляет обратить внимание на некоторые природные аспекты реализации столь важной для хозяйства страны программы.
Природные угрозы
Как известно, структуры Большого Кавказа и котловины Черного моря разделены субширотным глубинным разломом, который на участке Новороссийск-Лазаревское примерно совпадает с простиранием береговой линии, а юго-восточнее г. Сочи выдвинут в море [2, 3]. В устьевой области р. Мзымта и Псоу субширотный разлом первого порядка секут субмеридиональные разломы, по которым заложились их долины. Ю.П. Непрочнов и В.Н. Москаленко [4]
установили, что поперечные разломы продолжаются на шельфе и материковом склоне Черного моря. К этим разломам приурочена полоса эпицентров землетрясений. Высокая сейсмическая активность поперечной Пшехско-Адлерской зоны разломов подтверждена и более поздними исследованиями геофизиков [5].
Обособленные разломами блоки коренных пород и перекрывающие их осадочные толщи развиваются в условиях разнонаправленных вертикальных смещений. Судя по «Карте современных тектонических движений», горные сооружения Кавказа воздымаются [6]. Темпы воздымания в районе Мархотского хребта составляют 0,1-0,5 мм/г, в пределах горных сооружений тыльной части аллювиальной равнины р. Псезуапсе -0,8, а на Адлерском участке достигают 2-10 мм/г. Такая пространственная неоднородность вертикальных движений сказалась и в морфологии голоценовых террас, формировавшихся палео-Черным морем.
А.Б. Островский с соавторами, детально изучив террасовые ряды, достоверно установили, что темпы воздымания террас на участке Мацеста - Хоста и западнее р. Херота превышали аналогичные движения в районе Геленджика почти в 2,5-2,8 раза [7]. При этом на участке междуречья Мзымта - Псоу уровень морских террас почти на 20-25 м ниже, чем на соседних участках. Это значит, что в рельефе устьевой области, несмотря на общую тенденцию воздымания подошвы горной страны, серьезно сказывались нисходящие тектонические движения. Существование зоны погружения выявлено путем анализа данных повторного высокоточного нивелирования [6]. В районе Сухуми террасы воздымались со скоростью 0,5, в пределах Туапсе - 0,8 мм/г, а в приустьевой зоне р. Мзымты опускались со скоростью 0,7 мм/г. Для собственно
берега участка между Сочи и Сухуми выявлено опускание со скоростью 0,6-0,8 мм/г [6, 8].
Авторы [9] считают, что кавказские берега Черного моря погружаются со средней скоростью 0,5-1,5 мм/г. Но если эти данные сопоставить с графиком латеральной изменчивости глубины вреза устьевых областей кавказских рек [7], нетрудно обнаружить, что темпы тектонического опускания в устье Мзымты в 2,7-3 раза были большими, чем в пределах рек Дагомыс, Сочи, Мацеста, Хоста. Вероятно, скорость тектонического опускания в устьевой области Мзым-ты составляет не менее 2,5-2,9 мм/г. Значительное погружение не только коренных пород, но и чистых аллювиальных песков на предустьевом взморье показывают и геологические разрезы [10].
Относительно большие темпы тектонического опускания дельты по сравнению со смежными участками Черноморского побережья предопределяют низкие вертикальные отметки даже берегового вала, окаймляющего линию уреза (рисунок).
Схема перестроек береговой линии Черного моря в пределах устьевой зоны р. Мзымта в течение 1966-2000 гг. Береговая линия по состоянию на: 1 - 1966 г.; 2 - 1977 г.; 3 -1986 г.; 4 - 2000 г.; 5 - отметки рельефа в Балтийской системе высот, м
Натурные наблюдения свидетельствуют, что в условиях сильных штормов возможен перелив гребней волн редкой обеспеченности в тыльное понижение рельефа. Происходит активная фильтрация воды через проницаемые пляжевые отложения. Масштабное подтопление прибрежной части дельты наблюдалось в условиях жестких ноябрьских штормов 2007 г.
Важным природным фактором, который следует учитывать при возведении капитальных сооружений, является эвстатический подъем уровня Черного моря. Сопоставление отметок линии уреза на топосъемоч-ных материалах разных лет показывает, что среднегодовой темп подъема уровня - около 1,5-2 мм/г. В [9] этот процесс оценивается средним значением 1,6±0,6 мм/г. Известно, что только за период с 1925 по 1983 г. уровень Черного моря поднялся на 15 см [11], а в последующие 20 лет - еще на 4-5 см. В публикациях приводятся разные оценки масштабов эвстатического подъема уровня в будущем. Так, по данным А.О. Селиванова, к 2100 г. уровень может подняться на 1,5, а
то и 1,8-2,0 м [12]. Судя по тому, сколь быстро в последние годы идет деградация ледового покрова Арктики, ледников Гренландии и горных систем, темпы подъема уровня Мирового океана могут быть значительно большими, чем это предполагали исследователи еще 10-15 лет назад.
Рассматривая развитие этой части Черноморского побережья, следует принимать во внимание возможность сочетания ряда неблагоприятных природных факторов, прежде всего, эвстатического подъема уровня моря и тектонического опускания устьевой зоны. В результате их наложения масштабы и длительность штормовых подтоплений территории неизбежно возрастут. Негативные последствия этого процесса будут еще более значительны в фазах максимальных паводков на р. Мзымте. Повлияет он и на устойчивость контура береговой линии междуречья, которая зависит от соотношения гидродинамических факторов и объема аллювия, выносимого на предустьевое взморье.
Авторы работ [13, 14] считают, что подъем уровня моря должен сопровождаться перестройкой продольного профиля рек. При этом зона аккумуляции аллювия смещается от устья вверх по речной долине. В работе [15] на достоверных натурных данных показано, что подъем уровня Азовского моря уже привел к гидравлическому подпору устья такой крупной реки, как Дон. Следствием подпора явилось возникновение перекоса уровенной поверхности, который прослеживается почти на 80 км вверх от устья. Судя по данным изучения некоторых случаев весеннего подтопления низовьев рек Дагомыс, Сочинка, Туапсе и др., гидравлический подпор уже ощущают и горные реки южного склона Кавказа. Признаками подпора являются: перелив паводковых вод через борта русловыпрями-тельных лотков; отложение аллювия в лотках на большем удалении от устья, нежели это происходило 15-20 лет назад.
Аллювий р. Мзымта давно уже не обеспечивает подпитку пляжей как западнее, так и восточнее устьевой зоны по направлению результирующего потока наносов. В.П. Зенкович считал вогнутость береговой линии между м. Константиновским (2,7 км восточнее устья Мзымты) и м. Имеретинским бухтой «низового размыва» [16]. В 1974 г. он обратил внимание, что между устьем р. Мзымта и м. Константиновским стала формироваться новая бухтообразная вогнутость, каковой еще в послевоенный период не было.
В работах [17-19] показана многолетняя тенденция сокращения ширины пляжа в пределах г. Адлер (таблица).
Несмотря на отличия оценок, все авторы указывают на несколько причин активизации размыва адлерского пляжа. Отмечается негативное влияние тектонического погружения устьевой зоны, строительства ограждающих молов сочинского порта, перехвативших поток наносов. Огромный ущерб берегам нанесли масштабные изъятия гальки и гравия с пляжей, из террас и русел рек, спровоцированные реконструкцией в 1958-1960 гг. автодороги Новороссийск - Сухуми [20]. Отрицательно отразилось на устойчивости пляжей и возведение в 1961-1964 гг. откосно-ступенчатой волноотбойной стены [17]. Н.И. Кочетов детально проследил влияние возникновения обвального
озера в ущелье Ахцу в феврале 1968 г. на пляжеобра-зование в устьевой зоне р. Мзымты [18]. Чаша руслового озера, объемом около 600 тыс. м3, в течение нескольких лет перехватывала все влекомые речные наносы. В результате пляж на взморье р. Мзымты исчез полностью, что вынудило строить волноотбой-ные стены. Однако и это не помогло, берег в период с 1968 по 1973 г. размывался с темпом 6-6,5 м/г. [18]. Наблюдения последних двух десятков лет показывают, что размыв пляжа не прекратился как на участке городского берега, защищенного системой бун, так и в пределах взморья р. Мзымты (таблица).
На рисунке показан характер плановых перестроек берега устьевой зоны реки в 1966-2000 гг. Обмеры, проведенные в 2006 г., показали, что размыв прогрессирует. При этом анализ поперечных профилей свидетельствует, что крутизна подводного склона уменьшается лишь кратковременно. Крутой подводный склон практически не способен удержать большую массу аллювия в зоне трансформации и обрушения волн.
Поскольку результирующий поток наносов направлен на юго-восток, то аллювий рек Мзымта и Псоу должен был бы влиять на абхазский участок берега. Однако, судя по оценкам В.П. Зенковича и В.М. Пешкова [21], даже в 70-е гг. такое влияние было незначительным. Это явление может объясняться уходом наносов в глубокие каньоны р. Мзымты. В 1974 г. В.П. Зенкович совместно с рядом специалистов обследовал шельф Черного моря между р. Мзымтой и р. Псоу на специализированном подводном аппарате ВМФ СССР [16]. Ими были получены доказательства перехвата вершинами каньонов, местами выходящими на глубины 9-12 м, гравийно-галечных наносов.
Приведенные данные позволяют считать, что территория олимпийского комплекса довольно скоро может оказаться в условиях гораздо более частых и продолжительных подтоплений, чем в настоящее
время. В практике инженерной деятельности в подобных случаях прибегают к строительству противо-штормовых барьеров (дамб обвалования) или специальных берегозащитных сооружений. На рассматриваемом побережье реализация подобных мероприятий затруднительна и затратна. Например, неудачей завершилось строительство в 1996 г. камненабросной дамбы (искусственного галечного пляжа) на участке берега между устьем р. Мзымта и Константиновским мысом. Дамба объемом свыше 30 тыс. м3 продержалась в тыльной части пляжа не более одного года. Основной объем берегозащитного сооружения был смыт штормом.
Возведение конструкций на свайном основании также связано со значительными трудностями как из-за большой крутизны подводного склона, так и слабых прочностных свойств рыхлых толщ квазидельтового комплекса. Не последнюю роль может сыграть и малая несущая способность грунтов, в ядре которых залегают илы разной консистенции [10]. На эту особенность, влияющую на устойчивость дельтовых образований Черноморского побережья, обращали внимание многие исследователи [16, 22, 23].
Нельзя игнорировать и тот факт, что для дельтовых образований характерен процесс гравитационного уплотнения осадочных толщ. Е.Н. Бадюкова и С.А. Лукьянова, проанализировав данные по дельтам рек Мирового океана, пришли к выводу, что уплотнение рыхлых осадков в дельтах может изменяться от первых до десятков миллиметров в год [24]. Если учесть отмеченную исследователями высокую сейсмическую активность адлерской зоны и нагрузки под воздействием механизмов и крупных сооружений, нетрудно предположить, что проседание гетерогенных отложений территории строительства может обеспечить дополнительный вклад в возрастание масштабов ее подтопления. В условиях высоких и продолжительных штормовых наводнений не только проживание людей, но и использование спортивных комплексов будет сдерживаться заболачиванием. Возникнут условия для развития кровососущих насекомых и болезнетворных бактерий, что было характерно для этого побережья в ХУШ-Х1Х вв. и ранее.
В развитии рассматриваемого участка берега Черного моря в XX, а возможно и в XIX в. не отмечено разрушительного воздействия волн цунами [25, 26]. Однако из этого не следует, что можно пренебречь опасностью столь мощного природного фактора, особенно учитывая отмечаемое геофизиками в последние годы возрастание напряжений в зонах взаимодействия структур дна Черного моря и сейсмоактивной СевероАнатолийской области [27]. Насколько известно, никем не оценивалась устойчивость рыхлых откосов морского склона квазидельтового комплекса Мзымта-Псоу в условиях ударного воздействия волн цунами, распространяющихся со скоростью 120-260 км/ч.
Комплексное освоение ресурсов междуречья Мзымта-Псоу
Предпочтительнее такое освоение ресурсов междуречья, которое учитывало бы не только интересы создания олимпийских объектов, но и повышение рекреационного потенциала адлерского берега. Спе-
Изменение средней ширины пляжа в пределах г. Адлера по данным разных авторов, м
Год Источники
[171 [18] [19] Автор
1914 44 63,3 34 -
1941 41 - 31 -
1954 36 - 28 -
1955 - 27,6 - -
1961 32 - 23 -
1964 30 - 21 -
1965 - 26,3 - -
1966 - 22,8 18 17
1967 15 - - -
1968 - 26,5 - -
1970 21 - 22 -
1973 - - 24 -
1976 - - 23 -
1977 - - -
1979 - - 22 -
1981 - - 24 -
1986 - - - 15
1999 - - - 17
2000(восточный фланг) - - - 21
2004 - - - 16
циалисты ЧО ЦНИИС еще в 80-е гг. пришли к выводу, что для нормального функционирования курорта требуется отсыпка пляжевого материала в объеме не менее 30 тыс. м3 в год, что позволит обеспечить стабильность пляжей города протяженностью 3,5-4 км [19]. Вместе с тем, несмотря на то, что с 1965 по 1981 г. материал ежегодно отсыпался, крупность наносов с 1955 по 1988 г. уменьшалась. Подобный процесс наблюдался как на участке от м. Уч-Дере до р. Мзымты (с 25 до 18 мм), так и в пляжевой зоне между устьями р. Мзымты и Псоу (с 27 до 8 мм). Представляется, что это результат общей тенденции уменьшения крупности речного аллювия в условиях пульсирующего гидравлического подпора, обусловленного эвстатическим подъемом уровня моря. Можно предполагать, что крупность речного аллювия со временем еще более уменьшится и, следовательно, для надежного обеспечения ежегодной подпитки адлерских пляжей потребуются значительные объемы крупнозернистых наносов. Эта цель может быть достигнута с помощью искусственной перепланировки нижней части долины р. Мзымты.
Возможно наращивание берега и подводного склона адлерского участка до параметров, соответствующих естественным условиям. Анализ батиметрических материалов показал, что если на съемке поручика С. Родионова 1834 г. изобаты 9 и 18 м находились в 0,9 и 1,6 км от уреза, то в 1970-1977 гг.- в 0,5 и 1,2 км соответственно. Топография дна участка Адлерского берега (исключая устьевую зону реки) ныне такова, что позволяет нарастить объем подводной призмы в кутовой части блокирующего элемента (острова), возведенного западнее устья р. Мзымты. Тем самым будет предотвращен уход наносов вдоль берега и в каньоны. На городском участке, протяженностью 4 км, в основании волноотбойной стены следует отсыпать каменабросную дамбу, прикрытую с морской стороны пляжем. Ширину пляжа желательно восстановить до естественных параметров, наблюдавшихся в XIX в. (50-70 м).
В рамках предлагаемой схемы пляжеобразование на адлерском участке берега, ныне защищенного подпорной стеной и системой бун, следует проводить одновременно с созданием двух карьеров-водоемов. Первый водоем предназначен для уменьшения гидравлического подпора реки, увеличения глубины квазиестественной переработки русловых фаций и перехвата влекомого аллювия в условиях паводка Мзым-ты. Его следует расположить в центральной части поймы, выше автодорожного моста. Регулируя водообмен с морем, можно искусственно понижать положение его уровенной поверхности, способствуя активному врезу реки, в условиях которого будет происходить максимальная мобилизация и переработка речного аллювия. Этим приемом достигается и уменьшение масштабов так называемой «пятящейся» аккумуляции, т.е. отложения наносов на значительном удалении от моря. Аллювий, сбрасываемый в водоем, в последующие годы должен изыматься для ремонтного пляжеобразования.
Осветленная вода из первого водоема сбрасывается во второй, расположенный в прибрежной зоне, восточнее Имеретинской бухты. Этот карьер-водоем
может быть оборудован в качестве гавани как для приема грузовых судов, так и места базирования патрульных судов ВМФ. Параметры ковша определяются объемами инертного материла, необходимого для искусственного пляжеобразования на адлерском берегу. Выход в море из созданного ковша может быть обеспечен с помощью горловины, прикрытой парными молами. Подходного канала не потребуется из-за при-глубости берега, как и реализации мер по снижению заносимости входа в прорезь.
Строительную площадку олимпийских объектов целесообразно сместить значительно выше автодорожного моста. Строить необходимо на возвышенных участках или хотя бы на предварительно отсыпанных грунтовых подушках, верх которых должен быть поднят до отметок 4,5-5 м в балтийской системе высот.
Литература
1. Титов Б.В. Сочи ждут Рогге и готовятся к строительству
// Известия. 2007. 2 авг.
2. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского
коллизионного пояса. / В.Г. Трифонов [и др.] М., 2002.
3. Основные черты морфоструктуры шельфа восточной
части Черного моря / И.Г. Авенариус [и др.] // Океанология. 1980. Т. 20, вып. 5. С. 894-901.
4. Непрочное Ю.П., Москаленко В.Н. Сейсмические иссле-
дования строения Черноморской впадины в прибрежной зоне между Сочи и Гудаутой по сейсмическим данным // Геотектоника. 1969. № 3. С. 103-108.
5. Оесюченко А.Н. Сейсмотектоника и элементы совре-
менной геодинамики Северо-Западного Кавказа по данным полеосейсмогеологических исследований: ав-тореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. М., 2006. 27 с.
6. Карта современных вертикальных движений земной
коры Восточной Европы / под ред. Ю.А. Мещерякова. М., 1973.
7. Новые данные о стратиграфии и геохронологии плей-
стоценовых морских террас Черноморского побережья Кавказа и Керченско-Таманской области / А.Б. Островский [и др.] // Палеогеография и отложения плейстоцена южных морей СССР. М., 1977. С. 61-68.
8. Благоеолин Н.С., Победоносцев О.В. Современные вер-
тикальные движения берегов Черного и Азовского морей // Геоморфология. 1973. № 3. С. 46-49.
9. Никонов А.А., Энман С.В., Мишин А.В. Современные
вертикальные движения земной коры на побережьях Черного и Азовского морей (по уровнемерным данным) // Докл. РАН. 1997. Т. 357, № 6. С. 818-822.
10. Александров С.М., Ионин А.С. О строении и развитии
дельты рек Мзымты и Псоу (Адлерский береговой аккумулятивный выступ) // Геоморфология. 1974. № 4. С. 44-51.
11. Метревели Г.С., Плоткина И.Г., Кучуашвили Н.К. Осо-
бенности расчета скоростей вековых колебаний уровня моря и поверхности суши по уровневым рядам // Метеорология и гидрология. 1985. № 2. С. 84-88.
12. Селиванов А.О. Изменение уровня Мирового океана в
плейстоцене-голоцене и развитие морских берегов. М., 1996.
13. Machín J.H. Concept of the qraded river // Geol. Soc. Amer.
Bull. 1948. Vol. 59. P. 463-512.
14. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.,
1955. 346 с.
15. Многолетние изменения уровней воды в восточной час-
ти Азовского моря и на устьевом участке Дона / В.Н. Михайлов [и др.] // Водные ресурсы. 2001. Т. 28, № 6. С. 645-654.
16. Зенкович В.П. Подводные каньоны и материковый склон
в районе Адлера // Проблемы изучения берегов Грузии. Тбилиси, 1976. С. 129-164.
17. Ромашин В.В., Шульгин Я.С. Эффективность пляжеоб-
разования и устойчивость бун на размываемом основании в районе железнодорожной станции Адлер // Укрепление морских берегов. М., 1972. С. 42-60.
18. Кочетов Н.И. Размывы дельты реки Мзымты и меры
борьбы с ними // Изв. АН СССР. Сер. Геогр. 1973. № 4. С. 52-54.
19. Некоторые вопросы сохранения и восстановления пля-
жей на Черноморском побережье Кавказа / Д.В. Огородников [и др.] // Рациональное использование и охрана природных ресурсов бассейнов Черного и Азовского морей. Ростов н/Д, 1988. С. 107-112.
20. Морозов Л.А., Ромашин В.В. Влияние карьерных разра-
боток руслового аллювия на состояние морских пляжей Черноморского побережья Кавказа // Тр. ГОИН. 1972. № 142. С. 77-80.
21. Зенкович В.П., Пешков В.М. Поперечная неоднородность
потока наносов береговой зоны Западной Абхазии // Геоморфология. 1978. № 1. С. 55-65.
22. Меншиков В.Л. Один из факторов размыва пляжей Чер-
номорского побережья Кавказа // Сообщения АН Груз. ССР. 1981. Т. 101, № 3. С. 613-615.
23. Пешков В.М. К вопросу о происхождении подводных
каньонов восточного побережья Черного моря // Океанология. 1983. Т. 22, вып. 2. С. 291-299.
24. Бадюкова Е.Н., Лукьянова С.А. Влияние уплотнения
осадочных толщ на вертикальную подвижность прибрежных территорий // Вестник МГУ. География. 1976. № 5. С. 39-45.
25. Соловьева О.Н. Цунами в Черном море: исторические
события, сейсмические источники и закономерности распространения // Океанология. 2002. Т. 44, № 5. С. 679-685.
26. Григораш З.К., Корнева Л.А. Волны цунами, сопровож-
давшие Анапское землетрясение 12 июля 1966 г. // Океанология. 1969. Т. 9, вып. 6. С. 988-995.
27. Казьмин В.Г., Лобковский Л.И., Пустовитенко Б.Г. Со-
временная кинематика микроплит в Черноморско-Южно-Каспийском регионе // Океанология. 2004. Т. 44, № 4. С. 600-610.
Поступила в редакцию_5 мая 2008 г.
