%d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%811%d0%b0

Берега Балтики – гармония с природой или борьба со стихией?

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс

Проблемы экстремальных штормов и способы берегозащиты.

Д. В. Рябчук, М. А. Спиридонов, В. А. Жамойда, М. И. Орлова

Прогуляемся солнечным летним днем вдоль песчаного пляжа на Куршской косе, в Юрмале, Паланге или Комарово. Живописные дюны, золотой песок пляжей, сосны, тихий шум прибоя… Между сушей и морем царит гармония, как на эрмитажной картине Питера Пауля Рубенса «Союз Земли и Воды». Но внимательный взгляд специалиста различит тревожные симптомы – слегка присыпанный песком уступ в склоне дюны, обнаженные корни деревьев, валуны вблизи уреза воды. Все это признаки морской абразии – размыва и отступания берегов. В том, что проблема существует, легко убедиться, вернувшись на те же берега поздней осенью или зимой, во время сильного шторма. От гармонии не осталось и следа, вместо «союза» мы наблюдаем противостояние — водная стихия яростно терзает сушу, «отгрызая» склоны береговых обрывов и унося в пучину бесценный балтийский песок.

%d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%811%d0%b1

17 января 2012 г.

Рис.1. Променад г. Светлогорска (Калининградская область) летом 2011 г.  (главное фото, Д.В.Рябчук) и во время январского шторма (фото В.П.Бобыкиной)

Прогулки по побережью располагают к размышлениям. В чем причина происходящих процессов? Почему на одних участках берега происходит активный размыв, а на других нарастают песчаные пляжи и косы? Контролируются ли эти процессы исключительно природными факторами или человек своей деятельностью вмешивается в естественное развитие природных систем? Какую роль играет здесь меняющийся климат? И, наконец, что делать, если берег отступает – смириться и тоже отступить вглубь суши или попытаться отстоять свой кусочек драгоценного пляжа?

Процессы на границе суши и моря, при которых берега размываются или, напротив, выдвигаются, безусловно, являются природными, остановить их не в наших силах. На протяжении последнего этапа геологической истории (со времени таяния ледниковых щитов, начавшегося около 15 000 лет назад), береговая линия постоянно перемещалась. В условиях Балтийской впадины с ее сложной конфигурацией и интереснейшими особенностями рельефа, сложное взаимодействие вертикальных движений земной коры и эвстатических изменений уровня Мирового океана привело к тому, что древние береговые формы (абразионные уступы и клифы, остатки песчаных пляжей, кос и баров) можно встретить и глубоко под водой (вблизи современных побережий Германии, Дании, Польши), и в пределах современной суши (например, в междуречье рек Нарвы и Луги, вблизи Сестрорецкого разлива и даже под городской застройкой Санкт-Петербурга в районе Лиговского проспекта или на «Охтинском мысу»). Интересно, что наши далекие предки, как и мы предпочитавшие жить на берегу моря, легко решали для себя эту проблему просто перенося свои поселения вслед «наступающему» или «отступающему» морю. Но, в отличие от наших предков, вынужденных поколение за поколением приспосабливаться к медленно изменяющимся береговым процессам – ведь в запасе у них были тысячелетия — современный человек не готов так легко подчиняться требованиям природы. Мы не согласны отдать Венецию, Амстердам или Санкт-Петербург водной стихии! Мы предпочитаем бороться.

Морская абразия (размыв берегов) является широко распространенной проблемой многих прибрежных регионов Земного шара. Исключение составляют области активного тектонического поднятия (в частности, гляциоизостатического), а также районы развития устойчивых к абразии магматических и метаморфических пород. Балтийское море является уникальной «природной лабораторией», позволяющей проиллюстрировать эти закономерности.

Наиболее уязвимыми с точки зрения морской абразии являются «погружающиеся» берега южной и юго-восточной Балтики (в пределах Германии, Польши, Калининградской области, Литвы и Латвии), а также восточная (российская) часть Финского залива, где в настоящее время скорость вертикальных тектонических движений блика к нулю, а относительный уровень моря медленно поднимается. Несмотря на преобладание восходящих гляциозостатических движений, от экстремальных штормов страдают также берега Эстонии. На этих побережьях можно встретить «памятники абразии» такие, как готическая церковь св.Николая в западной Померании (Польша) (рис.2А) или древний маяк, построенный в 1724 г. в Эстонии (рис.2Б). В то же время скалистые берега Швеции и Финляндии, сложенные породами Балтийского кристаллического щита и испытывающие устойчивые восходящие вертикальные движения земной коры, совсем не страдают от размыва.

%d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%812%d0%b1

%d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%812%d0%b0

Рис.2. Постройки, маркирующие отступание береговых уступов. А – стена церкви св.Николая, XV в. (фото 2009 г.), Польша; Б – здание бывшего маяка, XVIII в., Эстония (фото 2008 г.).

Вторую по значимости после геологических факторов роль играет, разумеется интенсивность воздействия на берега волн и течений. В восточной Балтике, как и в российской части Финского залива, принципиальную роль в возникновении условий для экстремальных размывов берегов играют штормовые нагоны, высота которых может превышать 4 м у побережий Эстонии, 3 м вдоль южного берега Рижского залива и более 2 м в открытой Балтике (Eberhards, 2009). Для Финского залива большую роль в интенсивности размывов берегов играет лед. Если ледяной покров успевает сформироваться осенью, берега обретают надежную защиту от штормов и нагонов. Если осень теплая – песчаные пляжи оказываются один на один со страшными ударами морской стихии. Тогда размывы неизбежны.

В южной и юго-восточной Балтике ледяной покров не образуется. В этом случае определяющую роль в интенсивности абразии играют сила и направление штормовых ветров, тоже, как правило, приходящихся на позднюю осень или начало зимы.

Следует отметить, что в ходе экстремальных штормов, как правило, происходит активизация как абразионных, так и аккумулятивных процессов. Расположение различных участков берега по отношению к направлению штормовых волнений и состав горных пород и осадков, которыми сложены пляжи и береговые уступы определяют различную скорость и направленность береговых процессов в береговых зонах с активной литодинамикой.

На Балтийском побережье Польши чередуются абразионные участки с высокими клифами в неконсолидированных породах и аккумулятивные берега, в том числе песчаные косы со знаменитыми береговыми дюнами. Однако трендом последних десятилетий (с 1950-х гг.) является резкое усиление процессов размыва как на клифовых, так и на дюнных берегах, что связывается с ускорением подъема уровня моря и увеличением частоты экстремальных штормов (Uscinowicz, 2003). В Калининградской области положительной динамикой (нарастание берега со скоростью до 0.9 м/год) характеризуется лишь южная часть Вислинской косы. Северная часть Куршской косы, в основном, стабильна. Однако на большей части береговой зоны — на западном и северном побережьях Самбийского полуострова и в прикорневой части Куршской косы доминируют процессы размыва, скорость которого в среднем составляет 0.5-1 м/год, достигая на отдельных участках 2 м/год (Бобыкина, Болдырев, 2008). Северные берега Литвы отступают со скоростью более 1 м/год, в то время как в южной Литве преобладает аккумуляция с выдвижением береговой линии до 0.8-0.9 м/год (Gudelis, 1995). В Латвии активному волновому воздействию западных и северо-западных штормов подвергаются балтийское побережье (от границы с Литвой до г. Вендспилс) и восточные берега Рижского залива. Интересно отметить, что, по данным латвийских специалистов, в последние десятилетия наблюдается интенсификация процессов размыва. Если в 1935-1992 г. средние скорости отступания берега на открытом побережье Балтийского моря составляли 0.5-2.0 м/год, то за период с 1992 по 2009 г. они возросли до 1.5-2.5 м, на отдельных участках составили 4.0 м/год (Eberhards, 2009). Аналогичная тенденция наблюдается и на берегах Эстонии – скорость абразии резко возросла (на порядок!) с начала XXI века по сравнению с 1950-ми годами, даже ранее стабильные участки аккумулятивных форм в ряде случаев размываются и отступают. Максимальные скорости абразии достигают 7 м/год (Tõnisson et al., 2011).

К счастью, берега Балтики в настоящее время не подвержены риску «катастрофических» событий — морская абразия не несет непосредственной угрозы для жизни людей. Однако материальный ущерб от последствий абразии постоянно растет как вследствие активного освоения прибрежных территорий, так и в связи с увеличением частоты «экстремальных» штормов.

За последнее десятилетия такие шторма отмечаются чаще обычного. 9 января 2005 г. во время урагана «Гудрун» уровень штормового нагона превысил измеренный за все годы наблюдений на шести гидрометеорологических станциях Финского залива из девяти. Высота волн вблизи острова Кипсааре в Эстонии превышала 5 м. Жестоко пострадали берега Эстонии. Негативное воздействие испытали берега Эстонии и в 2011 г. после серии осенних и зимних штормов, особенно сильным из которых был шторм «Берит», прошедший над Балтикой 27-29 ноября. Скорость ветра в западной Эстонии превышала 20 м/с, максимальная измеренная высота волн составила 2.9 м. Береговой уступ на отдельных участках отступил на расстояние 5 м только за один этот шторм. В самую сильную фазу шторма берег отступал со скоростью 0.6 м/час (Tõnisson et al., 2012).

В результате штормового воздействия, вызванного ветрами северных направлений (до 28 м/с), в январе 2012 г. были значительно размыты берега в Калининградской области – в прикорневой части Куршской косы абразионный уступ отступил на расстояние до 6 м, в северной части Вислинской косы – до 8 м, местами были полностью размыты пляжи курортной зоны Северного берега Самбийского полуострова, волнами было выбито покрытие променада в г. Светлогорское, инфраструктуре был нанесен огромный материальный ущерб (Bobykina, Stont, 2015). Уставший от борьбы со стихией владелец пляжного ресторана в Светлогорске остроумно переименовал свое заведение в «музей шторма» (рис.3).

Итак, проблема существует и прогнозы неутешительны. Нет оснований полагать, что в ближайшем будущем Балтийское море сменит гнев на милость и перестанет терзать берега жестокими штормами. Встает вопрос – что делать? Стратегически существует два направления адаптационной стратегии – переносить здания, сооружения и коммуникации вглубь суши, либо осуществлять берегозашитные мероприятия. Первый путь во многих случаях менее затратный и, безусловно, должен применяться при долгосрочном планировании развития приморских территорий. Но что, если застройка сложилась исторически, если объекты, расположенные на территориях, которым угрожает абразия, обладают особой ценностью, или, если просто некуда отступать? Неужели ничего нельзя сделать?

%d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%813%d0%b0 %d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%813%d0%b1 %d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%813%d0%b2

Рис.3. Летний ресторан на пляже г.Светлогорска (август 2012 г.).

Опыт человечества, которое очень любит жить на берегах морей, показывает, что успешная борьба возможна, однако при выборе стратегии и тактики берегозащиты нужно внимательно прислушиваться к рекомендациям ученых и инженеров, нельзя торопиться и, увы, нельзя экономить. А рецепты предлагает нам сама природа. Поставьте на пути морских волн бетонную стену – море с остервенением набросится на нее, сметая все на своем пути – и остатки защищаемого берега, и саму стену.

И наоборот — нет лучшей защиты берега, чем широкий устойчивый пляж. Там, где в береговой зоне достаточно материала, источником которого могут быть реки, затопленные прибрежные террасы или сложенные рыхлыми отложениями береговые уступы, море неутомимо строит пляжи. В тылу пляжа ветер создает авандюны – уникальный, естественно формирующийся запас песка на случай активного размыва. Такая система очень устойчива – после экстремальных штормов идет постепенный процесс восстановления, создается так называемый профиль динамического равновесия. Но если по каким-то причинам материала для формирования пляжей становится недостаточно, пляж деградирует и берег начинает отступать.

Если пляж размыт – помогите природе, создайте его заново — «искусственно», дальше запустятся естественные процессы. Минимальная ширина, профиль и состав материала будут различными для разных участков берега и могут быть определены только путем математических расчетов и моделирования, здесь не может быть единых шаблонов.

В настоящее время разработаны инженерные решения даже для участков, находившихся в критическом состоянии, где нет уже ни пляжа, ни авандюны. В таком случае создается искусственный «каркас» авандюны, производится отсыпка пляжа, авандюна зарепляется специальной растительностью. Если все сделано грамотно – через несколько лет наблюдатель даже не заподозрит, что прекрасный берег, который он видит, создан не природой, а человеком (рис.4).

К сожалению, помня о регулярно повторяющихся, в том числе экстремальных, штормах, мы должны быть готовы к тому, что вновь созданный пляж неминуемо будет размываться. А значит, нужно предусмотреть регулярные дополнительные подсыпки материала. Это затраты, которые наверняка вызовут возражения экономистов. Подумать только — зарывать деньги в песок, бросать на ветер или, вернее, смывать в море!

Процесс можно замедлить и, следовательно, сделать менее затратным, если применять для защиты воссозданного пляжа так называемые пляжеудерживающие сооружения – различные конструкции, параллельные берегу (волноломы) или перпендикулярные (буны) ему или даже искусственные острова. Если применять для их строительства местные природные материалы и профессионально выполнить расчеты, такие сооружения смогут снизить потери песка или гальки. Более того, такие сооружения можно также использовать для самых разных целей, способствующих развитию туризма и рекреации.

%d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%814_%d0%b8%d1%81%d0%ba%d1%83%d1%81%d1%81%d1%82%d0%b2%d0%b5%d0%bd%d0%bd%d0%b0%d1%8f-%d0%b4%d1%8e%d0%bd%d0%b0

Рис.4. Проект восстановления авандюны и пляжа в Германии (материалы любезно предоставлены Якобом Хофстеде). 1-3 – стадии реализации проекта.

Одним из замечательных, действительно «зеленых» решений является, например, создание искусственных рифов. Конструктивно они представляют собой вдольбереговые волноломы, в волновой тени которых искусственный (или естественный) пляж не только лучше сохраняется, но и наращивается. Однако строятся они не из камня или бетонных блоков, а из ажурных конструкций, на которые искусственно «имплантируются» моллюски, водоросли или кораллы. Проходит несколько лет – и возникает подводный риф, кишащий морской фауной – привлекательное место для дайвинга, а за ним широкий устойчивый пляж (рис.5).

Конечно, Балтика – не Карибское море, но у биологов есть идеи, какие виды могли бы охотно жить на таком искусственном рифе в наших широтах, принося разнообразную пользу экосистеме и человеку.

Итак, решения проблемы существуют. Важно только понимать, что береговая зона моря – сложнейшая природная система. Изучить ее законы могут лишь специалисты самых разных областей знания – геологии, биологии, океанологии, климатологии, математического и физического моделирования – в ходе серьезных совместных исследований. Применяя на практике полученные знания, мы можем использовать их своих целях, мягко и ненавязчиво корректируя природные процессы.

%d1%80%d1%8f%d0%b1%d1%87%d1%83%d0%ba_%d1%88%d1%82%d0%be%d1%80%d0%bc%d0%b0_%d1%80%d0%b8%d1%815_%d0%b8%d1%81%d0%ba%d1%83%d1%81%d1%81%d1%82%d0%b2%d0%b5%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b5-%d1%80%d0%b8%d1%84%d1%8b

Рис.5. Искусственные рифы как берегозащитные сооружения. 1 – создание и установка каркасов искусственных рифов; 2 – искусственный риф и сформировавшийся под его защитой пляж (Mariot Beach) (левый и правый снимки – до и после создания искусственного рифа; 3 – искусственный риф через три года после установки; 4 – аэрофотоснимок искусственного рифа и пляжа (Антигуа).

Такой подход еще в 1852 г. прекрасно сформулировал профессор С.Куторга в своем «Геогностическом описании Санкт-Петербурга»: «Грубому, неразвитому человеку природа не только что не делает никакой пользы, но она есть его всегдашний и неутомимый враг. Ему надобно сначала понять ее, и только тогда он может обратить ее в свою пользу, на улучшение своего быта, на украшение своей жизни. Понять может только ум развитый, а развитие достигается только путем науки». Эти принципы в полной мере применимы и к проблемам береговой зоны.

Список использованной литературы

Бобыкина В.П., Болдырев В.Л. Тенденция развития берегов калининградской области по 5-ти летним данным мониторинга// Избранные труды международной конференции «Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных регионов Юго-Восточной Балтики». Калининград, 26-30 марта // Ученые записки Русского географического общества (Калининградское отделение). Том 7, часть 1. 2008.

Eberhards G., Grine I., Lakinskis J,m Purgalis I., Saltupe B, Toeklere A. 2009. Changes in Latvis;s seacoast (1935-2007). Baltica, 22 (1), pp, 11-22.

Gudelis V.K., 1995. The Curonian barrier spit, south-east Baltic: origin, development and coastal changes. In: Coastal conservation and managementin the Baltic Region (Proceedings of the EUCC-WWF Conference, 3-7 May, 1994, Riga-Klaipeda-Kaliningrad), 11-13.

Harris L.E. Artificial Reefs for Ecosystem Restoration and Coastal Erosion Protection with Aquaculture and Recreational Amenities. 2006. ASR Conference, pp.1-12.

Tõnisson, H.; Suursaar, Ü.; Orviku, K.; Jaagus, J.; Kont, A.; Willis, D.A. and Rivis, R., 2011. Changes in coastal processes in relation to changes in large-scale atmospheric circulation, wave parameters and sea levels in Estonia. Journal of Coastal Research, SI 64 (Proceedings of the 11th International Coastal Symposium),Szczecin, Poland, ISSN 0749-0208

Tõnisson H., Suursaar Ü., Suuroja S., Ryabchuk D., Orviku K., Kont A., Sergeev A., Rivis R.. Changes on coasts of western Estonia and Russian Gulf of Finland, caused by extreme storm Berit in November 2011. 2012 IEEE/OES Baltic International Symposium, Present and future. Climate change research, ocean observation and advanced technologies for regional sustainability, 2012, Klaipeda, Lithuania, p. 1-7.

Uscinowicz, S. 2003. Relative sea level changes, glacio-isostatic rebound and shoreline displacement in the southern Baltic. Polish Geological Institute Special Papers, 10, 73 p.

Создать комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *