Сергеев А. Ю., к.г.-м.н., Рябчук Д. В., к.г.-м.н., Ковалева О. А. Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского
Берега водохранилища между собой принципиально отличаются по строению верхней части геологического разреза, что в первую очередь обуславливает особенности рельефа и разнообразие морфогенетических типов берегов. Западное побережье разлива сформировано голоценовыми эоловыми образованиями, образующими протяженный дюнный пояс, разделенный в центральной части палеодолиной р. Сестры. Северо-восточный берег водохранилища полностью покрывают болотные отложения, представленные торфом, а также фрагментарно развитые прибрежно-морские литориновые песчаные отложения – веерные палеокосы, очертания которых повторяет северная береговая линия Сестрорецкого Разлива. На юге побережье сложено голоценовыми песками, в том числе в приурезовой части.
Побережье ООПТ «Сестрорецкое болото» в центральной части представляет собой сплавинный берег, на севере переходящий в низменный торфяной зарастающий тип берега (рис. 1). На всем протяжении сплавинного участка наблюдается размыв корней деревьев, их обрушение в воду. Сам берег находится в приурезовой части на плаву, глубина у самого берега достигает двух метров. На востоке, вблизи устья р. Черной, берег закрепляется, переходя в низменный торфяной затопленный тип стабильного берега. Верховья устья р. Черной зарастают водной растительностью, а на восточном берегу наблюдаются притопленные корни деревьев на низменном зарастающем типе берега, без явных следов размыва.
Рис. 1А. Сплавинный тип берега на севере Сестрорецкого Разлива: сплавинный торфяной размываемый тип
Рис. 1Б. Сплавинный тип берега на севере Сестрорецкого Разлива: низменный торфяной затопленный тип
Процессы образования плавучих торфяных берегов (зыбунов и сплавин) наблюдается как в естественных условиях, так и в искусственно создаваемых водоемах. В таких водоемах наблюдается всплывание торфа – отрыв верхних слоев торфяной залежи различной мощности от нижерасположенного субстрата в результате изменения плотности и прочностных свойств под действием различных физико-химических и химико-биологических процессов и подъем их на поверхность воды (рис. 2). Затопленный торф всплывает в том случае, когда сила его всплывания, возникающая при объемном весе торфа меньше единицы, превосходит силу его сцепления с нижележащей частью торфяных отложений или с минеральным дном болота. Основными причинами, обуславливающими понижение объемного веса торфа, являются промерзание и накопление в нем газов, образующихся при разложении растительных остатков (Молкин, 1969).
Рисунок 2. Образование сплавины: 1 – сапропель; 2 – торфяной ил (мутта); 3 – торф (Молкин, 1969)
Для оценки динамики берегов Сестрорецкого Разлива был проведен анализ данных дистанционного зондирования. Оценка динамики берегов производилось за практически 50-летний период по данным спутника KH-4 «Corona» от 16 мая 1966 года, покрывающего всю территорию Курортного района, с пространственным разрешением около 2–3 м, и актуальных космоснимков, доступных через Google Earth и Yandex maps, за 19 апреля 2014 года. За период в 48 лет была рассчитана средняя скорость динамики берегов Сестрорецкого Разлива.
Наибольшей активной динамикой характеризуется северо-восточный берег Сестрорецкого Разлива, где расположен заказник «Сестрорецкое болото». Здесь отмечено устойчивое отступание береговой линии на всем протяжении берега, за исключением локального подветренного участка, где береговая линия образует небольшую бухту (рис. 3). Скорость размыва берегов заказника составляет от 0,3 до 0,7 м/год, местами достигает практически 1 м в год.
Рисунок 3. Трансформация северо-восточного берега Сестрорецкого Разлива по данным анализа космоснимков 1966-го и 2014 года
На юго-восточном берегу разлива наблюдаются процессы размыва, вызывающие образование абразионных уступов в супесчаных и суглинистых отложениях высотой до трех метров. На участках абразионного моренного берега наблюдается обрушение деревьев и формирование валунно-галечного бенча. Размыву подвержена практически все юго-восточное побережье, за исключением локальных зарастающих бухт. В южной части восточного берега на побережье широко развиты голоценовые песчаные прибрежно-морские образования, размыв которых приводит к формированию здесь достаточно широких пляжей, с активными абразионными уступами высотой 1–2 м, размывом и дефляцией корней деревьев. Наличие пляжей повышает рекреационную ценность этого участка берега, что приводит к увеличению здесь антропогенной нагрузки: строительства пляжных ресторанов и объектов инфраструктуры. Отсутствия прогноза развития берега и связанных с ним опасных экзогенных геологических процессов приводит к неправильному пространственному планированию. В результате на берегу в южной части разлива наблюдается разрушение асфальтовой дорожки под воздействием абразии (рис. 4, рис. 5).
Рис. 4 А. Абразионный моренный тип берега: подмыв корней деревьев и их обрушение
Рис. 4Б. Абразионный моренный тип берега: разрушение асфальтированной дорожки в результате абразии.
Рис. 5. Абразионный тип берега: размыв и дефляция корней деревьев вблизи с асфальтированной дорожкой
Локально южный берег разлива, где развиты песчаные пляжи, характеризуется аккумуляцией песчаного материала, поступающего за счет размыва с соседних участков берега, расположенных к северу (рис. 6). Отмечается тенденция смещения пляжевых наносов с северо-востока на юго-запад. Аккумулятивные участки берега наращиваются со скоростью не более 0,2 м/год. Береговая линия на участке берега от музея «Шалаш В.И. Ленина» до приустьевой части разлива р. Черная характеризуется отсутствием динамики, что обусловлено геологическим строением, а также наличием берегоукрепительных сооружений.
Рис. 6. Трансформация юго-восточного берега Сестрорецкого разлива по данным анализа космоснимков 1966 и 2014 гг.
Западный берег Сестрорецкого разлива в южной части относится к абразионному песчаному низменному зарастающему типу. Отсутствие динамики отмечено для северной части западного берега Сестрорецкого Разлива. Сильно изрезанный низменный берег не подвержен каким-либо негативным экзогенным процессам. Вблизи берега, где к акватории подходит участок Приморского шоссе, береговая линия была выдвинута и укреплена бетонной стенкой, что полностью заблокировало деформацию берегового контура на этом участке.
Северная половина западного берега практически на всем протяжении представлена техногенными берегами. Выступающий берег Сестрорецкой водопроводной станции полностью укреплен бетонным парапетом. Вблизи плотины, где берег образует бухту сложной конфигурации, берега преимущественно низменные, с локальными песчаными пляжами, а также берегозащитными сооружениями на частных территориях (рис. 7).
Рис. 7А. Техногенный тип берега: бетонный парапет у Сестрорецкой водопроводной станции
Рис. 7Б. Техногенный тип берега: бетонная набережная на частной территории
Берега не защищенного от размыва острова Угольный, так же, как и в южной части разлива, – абразионные низменные зарастающие с медленными темпами размыва. Северная часть западного берега вдоль Приморского шоссе полностью защищена сплошной бетонной стенкой, находящейся в хорошем состоянии (рис. 8). Стенка прослеживается до северного кута разлива, где расположен низкий песчаный пляж с выровненным профилем и без следов размыва. Берега в устье р. Сестры на севере разлива относятся к низменному аккумулятивному песчаному типу берега с зарастанием подводного берегового склона водной растительностью.
Рисунок 8. Панорама локального песчаного пляжа («Детский пляж») и прилегающего к нему техногенного типа берега
В целом состояние берегов водохранилища Сестрорецкий Разлив не требует экстренных мер по берегозащите в связи с низкой интенсивностью развития ЭГП. Однако на восточном берегу есть локальные участки, требующие мер по благоустройству побережья с закреплением обрушающегося берега. Берега территории ООПТ «Сестрорецкое болото» находятся в аварийном состоянии из-за малой устойчивости торфяного типа берега к размыву. В связи с отсутствием у сплавинных «берегов» подводного берегового склона в его традиционном понимании (глубины вблизи берегов достигают 2 м), сплавинные берега даже при незначительном волнении подвергаются повышенной волновой нагрузке, способствующей их разрушению. Древесная растительность играет двоякую роль в развитии сплавинных берегов – с одной стороны, более развитая корневая система крупных деревьев способствует закреплению («заякореванию») островов и сплавинных массивов за счет проникновения в верхние слои дна, сложенные биогенными илами и торфом. С другой стороны, кроны крупных деревьев создают эффект «парусности», увеличивая риск отрыва участков сплавинных берегов от основного массива.Таким образом, типы берегов обусловлены геологическим строением, а также особенностями короткого (с точки зрения геологического развития) существования береговой зоны водохранилища. Береговая зона практически любого искусственного водохранилища характеризуется процессами размыва берегов в результате выработки профиля равновесия подводного берегового склона. К отступающим берегам относится преимущественно северо-восточное и юго-восточное побережье разлива. Открытые волновому воздействию берега разрушаются на протяжении 9,5 погонных км, образуя активные абразионные уступы. Отступающие берега составляют около 34% от береговой линии разлива.
Поскольку полноценных исследовательских работ по выработке принципа стабилизации сплавинных берегов Сестрорецкого Разлива не проводилось, то предварительной рекомендацией по стабилизации берегов водохранилища является «заякоревание» торфяного берега. Одним из вариантов является закрепление торфа с использованием свай или нагрузок. Однако, учитывая особый статус ООПТ «Сестрорецкий Разлив», меры по предотвращению разрушения берегов должны осуществляться здесь при условии соблюдения самых жестких требований к минимизации техногенного воздействия и обеспечению экологической безопасности.
Список литературы
1. Молкин Г.С. Всплывание торфа на затопленных болотах при создании водохранилищ // Тр. Ленгидропроекта. Сборник седьмой. Л.: Изд-во «Наука», 1968, с. 196–209.
Создать комментарий