А. Ю. Сергеев, Д. В. Рябчук
Морская абразия относится к категории опасных экзогенных геологических процессов, интенсивность которых непосредственно связана с климатическими параметрами. Усиление циклонической активности, изменения траекторий циклонов, увеличение повторяемости сильных штормов и потепление, отмечающееся в зимние месяцы и приводящее к сокращению времени существования ледового покрова, наблюдающееся в настоящее время в ряде районов Земного шара, приводят к возрастанию интенсивности абразии берегов, и, как следствие, разрушению береговой инфраструктуры и росту экономических потерь.
Как показал мониторинг состояния береговой зоны Финского залива, частота экстремальных размывов берегов в исследуемом районе возросла на протяжении последних десятилетий (Рябчук и др., настоящий сборник). Декабрьские шторма 2015 г. в четвертый раз за 12 лет наблюдений привели к значительной трансформации берегового профиля, размывам авандюн и повреждению береговой инфраструктуры. 5-7 декабря 2015 г. берега восточной части Финского залива находились вод воздействием шторма, вызванного циклоном северо-запад- ного направления. Скорость ветра в порывах достигала 23 м/с. Высота волн в открытой части залива в пиковые периоды шторма по данным модели (meteo.pl), составляла 3–4 м. По данным оперативных обследований берегов наиболее значительные разрушения были зафиксированы на берегах запад- ной окраины пос.Комарово (рис.1), в пос.Репино (рис.2) и Солнечное.
Рис. 1. Активный абразионный уступ, сформировавшийся в результате штормов декабря 2015 г. и продолжение разрушения пляжной инфраструктуры на территории зоны отдыха «Пляжный рай» (пос. Комарово, фото О.В.Дроня (ВСЕГЕИ), 29.12.2015).
Рис.2. Активный абразионный уступ в песчаных отложениях и погибшие после штормов 2013 и 2015 гг. деревья (восточная окраина пос.Репино) (фото А.Ю.Сергеева (ВСЕГЕИ), 05.12.2015).
Для оценки интенсивности размывов берегов и верификации моделей деформации профилей пляжей для участков берега, характеризующихся различным рельефом и экспозицией по отношению к направлению волнений, крайне важным является получение количественных показателей трансформации берегового профиля. (Рис. 2)
Для решения этой задачи в рамках реализации проекта по созданию Генеральной схемы берегозащиты Курортного района Санкт-Петербурга, выполняемых ГГУП «Специализированная Фирма «Минерал» совместно ФГУП «ВСЕГЕИ», в августе и декабре (после штормов) 2015 г. ООО «Морион» было выполнено наземное лазерное сканирование трех участков берега – в пос.Серово (протяженностью 150 м), пос.Комарово (200 м) и пос.Репино (190 м). На исследуемом участка в пос. Комарово (зона отдыха «Пляжный рай») лазерное сканирование выполнялось в ежегодном режиме с лета 2012 г.
Геодезическая съемка части песчаного пляжа выполнялась методом наземного лазерного сканирования. Позиционирование производилось в местной системе координат 1964 года (МСК64) и Балтийской системе высот 1977 г. при помощи спутникового геодезического оборудования Trimble R8 и Javad Legacy-E. Постобработка выполнялась в программе «Pinnacle». Работы выполнялись наземным лазерным сканером «RIEGL VZ-400» (Австрия) с двенадцати точек стояния (скан-позиций). Плотность сканирования объекта по горизонтали и по вертикали составляла 3 см с точностью 5 мм на 100 м. Привязка планового и высотного положения марок производилась электронным тахеометром «LEICA TS06 Ullra (2”)» (Австрия). На основе высокоточных геодезических работ были построены цифровые модели рельефа высокого разрешения, что позволило выйти на принципиально новый уровень анализа данных о трансформации береговой зоны в краткосрочные периоды.
Анализ полученных данных показал, что на всех анализируемых участках в результате декабрьских штормов 2015 г. произошел размыв береговых форм с разными темпами деградации уступа от 0.8 до 4 м. Абразионному воздействию были подвержены тыловая часть пляжа и подножье береговых уступов и дюн. Размытый песок по окончанию шторма только частично аккумулировался в пределах средней и нижней частей пляжа, образуя выровненную песчаную площадку или пологий береговой вал, но значительная часть выносилась в пределы акватории. По окончании шторма безвозвратно было потеряно 57–59 % от общего мобилизованного материала, за исключением одного участка в пос. Комарово, где потери составили 2 %. Пересчет объемов потерянного песка на погонные метры берега показал, что в пос. Репино было потеряно 0.9 м³, в пос. Серово – 1.4 м³, в пос. Комарово – 0.04 м³ с каждого метра берега.
Важно отметить, что рассмотрение потерь песка на участке берега в пос. Комарово, где размыв в ходе описываемого шторма был минимальным, за долгосрочный период — с лета 2012 г. по декабрь 2015 г., показывает существенно отличные результаты. Под воздействием декабрьского шторма 2015 г. кромка берегового уступа сместилась в сторону суши на 2.5 м (рис. 3), а склон естественной авандюны на соседнем участке берега сместился на 1.5 м, образовав свежий уступ. С лета 2014 г. в пределах зоны отдыха «Пляжный рай» береговой уступ сместился на 3.5 м. А с начала проведения лазерного сканирования на данном участке берега (лето 2012 г.) подножье склона отступило почти на 10 м. В среднем безвозвратные потери песка составили 0.47 м³ с 1 погонного метра берега в год.
Рис. 3. Профили рельефа поверхности пляжа разных лет в пос. Комарово (зона отдыха «Пляжный рай»).
Воздействие опасных природных процессов значительно усиливается на участках берега, подверженных негативному техногенному воздействию. В качестве примера можно привести участок берега между восточной окраиной пос.Репино и западной окраиной пос.Солнечное. В отличие от более западных участков береговой зоны, до 2013 г. берег здесь характеризовался как стабильный. При мониторинговых маршрутах с 2004 по лето 2013 г. наблюдался устойчивый песчаный пляж шириной (в зависимости от уровня воды в Финском заливе в момент наблюдений) от 30 до 60 м. В тыловой части пляжа активный абразионный уступ отсутствовал. Размывов на данном участке не наблюдалось даже после сильных штормов осени-зимы 2006-2007 гг. и 2011-2012 гг., когда другим участкам берега Курортного района был нанесен значительный ущерб.
Рис. 4 Объемная модель поврехности рельефа по данным лазерного сканирования: А – съемка августа 2015 г.; Б – съемка декабря 2015 г; В – положение береговых уступов (зеленым цветом – август 2015 г., красным – декабрь 2015 г.); Г – участки размыва (красный цвет) и участки аккумуляции (зеленый цвет). Желтая линия – профиль сечения.
Летом 2013 г. на данном участке были выполнены стихийные меры по укреплению берегового откоса (в западной части в виде откосных укреплений, в восточной части – в виде каменных набросок) (рис. 5). Мировым и отечественным опытом берегозащиты, а также теоретическими исследованиями, многократно доказаны негативные последствия методов «жесткой берегозащиты» для развития береговой зоны. Возведение вертикальных сооружений из бетона или природного камня приводит к быстрым прикорневым размывам пляжей, разрушению самих сооружений и деградации участков «защищаемого» таким образом берега.
Описанные последствия были наглядно продемонстрированы после первой же серии сильных штормов, произошедших осенью 2013 г. Каменные наброски и откосные укрепления были в значительной степени разрушены. Более того, в тыловой части пляжа впервые за все время наблюдений сформировался активный абразионный уступ высотой до 2–2.5 м. В результате декабрьских штормов 2015 г. ситуация резко ухудшилась восстановленные после предыдущей серии штормов укрепления вновь разрушены, берег отступил, образовался активный абразионный уступ. Более того, пляж перед каменной наброской в западной части участка практически полностью размыт.
Рис. 5. Развитие абразионных процессов и разрушение берегозащитных сооружений на участке базы отдыха Горного Университета.
В целом, выполненные по результатам штормов декабря 2015 г. исследования в очередной раз подтвердили необходимость принятия срочных научно-обоснованных мер по берегозащите Курортного района Санкт-Петербурга.
Создать комментарий