Июн 02 2003

Ю. Д. Шуйский*, Г. В. Выхованец*, С. С. Хромов**, А. Б. Муркалов*,

Опубликовано в 10:51 в категории Проблемы Черного моря

Ю. Д. Шуйский*, Г. В. Выхованец*, С. С. Хромов

  • , А. Б. Муркалов*,

    Н. Ф. Голодов

  • *, Н. А. Березницкая*, А. Н. Чернявская*

    *Одесский национальный университет им И. И. Мечникова

  • Институт ЧЕРНОМОРНИИПРОЕКТ, Одесса

  • *Госгидрография , Киев

    МОРФОЛОГИЯ И ДИНАМИКА АБРАЗИОННЫХ БЕРЕГОВ

    КЕРЧЕНСКОГО ПРОЛИВА В ПРЕДЕЛАХ УКРАИНЫ

    Y.D.Shuisky*, G.V.Vykhovanets*, S.S.Khromov

  • , A.B.Murkalov*,

    N.F.Golodov

  • *, N.A.Bereznitskaya*, A.N.Chernyavskaya*

    *National Mechnikov’s University of Odessa

  • Marine and Sea-Port Constructive Institute, Odessa

  • *State Hydrography Company, Kiev

    MORPHOLOGY AND DYNAMICS OF ABRASIVE SHORES

    OF THE KERCH STRAIT WITHIN UKRAINE

    Morphology and dynamics of abrasive processes and relief forms within the western part shores of the Kerch Strait were studied during field expeditions and laboratory elaboration. The distance of shoreline between Fonar and Takil capes is 64 km. The long of abrasive shore is 18 km (28,1%), accumulative shores is 11,2 km (17,5%), stable cliff is 6,1 km (9,8%), constructed and defended shores are 28,7 km (44,8%). Sedimentary material mobilized by impact of wave and set-up regime and is mudding of the navigative canals. 

    Введение. В настоящее время в рамки Стратегического Плана действий по восстановлению и охране Черного моря не включены вопросы современного природопользования и природного состояния береговой зоны как среды диссипации механической энергии морских волн разных типов на контакте «суша—море». Эта среда, в числе других свойств, включает развитие процессов абразии берегов и подводного склона моря, ущерб береговому хозяйству, образование осадочного материала. При этом следует учесть значение разных типов абразионных процессов и абразионных берегов. В зависимости от этих факторов в значительной мере выбираются пути и содержание природопользования, вычисляется мера антропогенной нагрузки, оцениваются последствия природопользования, реакция на внешнее воздействие и жизнеспособность прибрежно-морской системы, общее состояние берегов, прочее. Излагающийся в работе материал исследований может в какой-то мере дополнить положения упомянутого Стратегического Плана. Этим определяется актуальность темы, а также её теоретическое и практическое значение.

    Целью данной работы является изучение процессов и форм абразии, их распределение и литодинамическая функция на примере восточных берегов Керченского полуострова. Данная цель достигается решением ряда задач: региональным выявлением основных элементов морфологии и динамики абразионных берегов и подводного склона, определением абразии как источника поступления наносов, попытка оценить влияние непродуманных действий на абразионные явления и приближенная оценка ущерба.

    Материалы и методика исследований. Для решения проблем влияния процессов абразии на морскую среду использовался пример Керченского пролива. Исследовались берега Керченского п-ова от бухты Булганак в Азовском море до пересыпи Узунларского лимана на Чёрном море (рис. 1). Выбор данного примера во многом объясняется тем, что Керченский пролив является соединительным с Азовским море и может иллюстрировать влияние Азовского моря на природную систему Черного моря.

              Структура берегов Керченского пролива обусловлена геологической историей, геологическим строением, особенностями влияния Чёрного и Азовского морей [1, 2]. Общая длина изученных берегов составляет 110 км, из которых 64 км приходятся непосредственно на берега Керченского пролива. На этих берегах были выполнены съемки рельефа на 16 типичных участках, отобрано 135 проб наносов, произведено картирование берегов в масштабе 1:50000 и описан рельеф от бухты Булганак до Узунларского лимана (рис. 2). В результате анализа информации из литературных и фондовых источников, данных повторных съемок берегов, по характерным косвенным признакам и по опросным данным определялась морфология и динамика берегов и подводного склона. В итоге в среднем один участок пришелся на 4 км длины берега, что позволило оценить данное исследование как подробное.

    Рис. 1. Участки исследований берегов и дна Керченского пролива и примыкающих берегов Керченского п-ова во время экспедиции в июле-августе 2002 г. Линии с цифрами — участки литолого-геоморфологического профилирования и номера отобранных образцов; светлые кружки — точки отбора образцов донных осадков на глубине 3 м.

    Рис. 2. Схема распределения форм берегового рельефа Керченского пролива на территории Украины: 1 — активные абразионно-обвальные клифы; 2 — активные абразионно-оползневые клифы; 3 — аккумулятивные формы с отступающей береговой линией; 4 — аккумулятивные формы с нарастающей береговой линией; 5 — стабильные, укрепленные берега; 6 — берега, которые застроены сооружениями, стенками, откосами, набережными и являются стабильными; 7 — ареалы наибольшего распространения скоплений водной растительности на дне Керченского пролива. Стрелка показывает результативное направление потока ветро-волновой энергии (составлена Ю.Д.Шуйским).

              По материалам выполненных исследований была составлена карта берегов украинской части Керченского пролива в масштабе 1:50000 (рис. 2). При этом мы столкнулись с редким явлением, которое является в целом нехарактерным для берегов Украины. Оно заключается в необычайно широком распространении берегов, которые защищены берегозащитными сооружениями и застроены стенками, набережными и причалами.

              Результаты исследований и их анализ. Как показали результаты нашего полевого экспедиционного картографирования, длина защищённых и застроенных берегов составляет 28,7 км, или 44,8% от общей длины берегов между мысами Фонарь и Такиль. Такое положение является показателем распространения антропогенного влияния и преобразования, а прежде всего – блокирования абразионных источников осадочного материала, особенно на северных участках керченских берегов пролива. Примером может служить берег к северу от мыса Ак-Бурун, где из поставщиков наносов были исключены почти 5 км абразионного берега. При условии, что средняя высота активного клифа достигает 10 м, а скорость абразии была равной 0,5 м/год, то в море перестало поступать почти 25000 м3/год наносов (~11% от всего количества), или 43000 т/год на протяжение второй половины ХХ столетия. Аналогичное антропогенное влияние произошло в районах Глейки, южной части Жуковки, Целимберной косы, Опасного, Еникале, м. Змеиного, Камыш-Буруна и др. Поэтому можно сделать вывод, что на протяжение последних десятилетий поступление осадков с берегов Керченского пролива существенно сократилось. Сохранились небольшие поступления с подводного склона, но геологическое строение и волновой режим препятствуют существенному литодинамическому сносу. Это составляет около 35-45% от количества поступлений из клифов.

              Как известно [3-5], в общем, скорости отступания абразионно-оползневых клифов на берегах Керченского полуострова в северо-восточном направлении обычно составляют от 0,05 до 0,31 м/год. Редко они бывают >1,0 м/год [3]. Между мысами Фонарь и Ак-Бурун общая длина активных клифов, которые ещё сохранились, достигает только 2600 м, со средней высотой примерно 30 м. Следовательно, на данном участке количество осадочного материала, сносимого в море, может быть от 3900 до 24180 м3/год (6630-41106 т/год), в зависимости от того, какие скорости абразии проявляются в течение того или иного года. Средняя величина равна 11000 м3/год. Следовательно, средние величины оказались намного меньше, чем измеренные, близкие к наибольшим, в общем, в 2,2 раза. Аналогично были подсчитаны количественные значения осадков абразионного происхождения, которые сносятся с активных незастроенных и с непреобразованных клифов.

              Согласно таким подсчётам (табл. 1), по измерениям высоты, длины и скоростей абразии общая величина абразионного сноса с берегов составила 249000 м3/год (423300 т/год) разнозернистого осадочного материала. Соответственно, значение модуля литодинамического сноса равно 1,77 м3(м×год), или 3,01 т(м×год). Эти величины находятся в пределах обычных, регулярно встречающихся на большинстве берегов Чёрного и Азовского морей с подобным геологическим строением, подобными волновым потенциалом и запасами наносов.

              Пока ещё мы не можем определить непосредственно, методами прямых измерений, количество осадочного материала, которое поступает в море с активных бенчей. Однако, установлено довольно точное соотношение между литодинамическим сносом с клифов и с бенчей по специально разработанному методу Ю.Д.Шуйского [5]. Крутизна подводного склона в общем невелика, и в интервале глубин 0-5 м составляет от 0,004 до 0,045, как можно видеть по данным прибрежных промеров (табл. 2). Среднее значение оказалось равным 0,0128; хотя более половины длины берега расположено напротив подводного склона с довольно малой крутизной

    Таблица 1. Длина берегов разных видов и количество сносимого с них осадочного материала между мысами Фонарь и Такиль, Керченский пролив (объяснения в тексте).

    п/п

    Названия разновидностей берегов

    Длина берега

    Количество наносов

    км

    %

    м3

    тонны

    1.

    Абразионные активные отступающие

    18000

    28,1

    249000

    423300

    В т.ч.: а - абразионно-обвальные

    3600

    5,6

    132000

    224400

              

              б - абразионно-оползневые

    14400

    22,5

    117000

    198900

    2.

    Естественные стабильные

    клифы

    6100

    9,6

     

     - 

    3.

    Современные аккумулятивные

    формы

    11200

    17,5

    а - размываемые отступающие

    9800

    15,3

    23275

    39500

    б - аккумулятивные нарастающие

    1400

    2,2

     

     

    4.

    Укрепленные застроенные, стабилизированные

    28700

    44,8

     

     

    5.

    Подводный склон моря

    36700

    57,3

    91500

    155600

    Таблица 2. Основные величины крутизны подводного склона вдоль западного берега Керченского пролива

    п/п

    Участок измерений

    Параметры подводного склона

    Глубины, м (h)

    Заложение, м

     (l)

    Крутизна, h/l

    1.

    Мыс Фонарь

    0-5

    110

    0,045

    2.

    Мыс Еникале

    0-3

    520

    0,006

    3.

    Посёлок Войкова

    0-3

    450

    0,007

    4.

    Меж. Цем. Слобод. и Ак-Бурун

    0-3,5

    790

    0,004

    5.

    Воронов Спуск

    0-5

    480

    0,010

    6.

    Чурбашский городской пляж

    0-5

    540

    0,009

    7.

    Терраса Эльтиген

    0-5

    360

    0,014

    8.

    Посёлок Челядиново

    0-5

    390

    0,012

    9.

    Пересыпь Тобечикского лимана

    0-5

    630

    0,008

    10.

    Село Набережное

    0-5

    350

    0,014

    11.

    Между озерами Голь и Грязевое

    0-5

    510

    0,009

    12.

    К северу от м. Такиль

    0-5

    400

    0,013

    13.

    Мыс Такиль

    0-5

    320

    0,016

    Если абразионный снос с клифов составляет 1,50-2,00 м3(м×год), а в среднем 1,77 м3(м×год), то поступление с бенчей (с учётом подводной абразии и литологии слагающих осадочных пород) равно от 0,1 до 5,5 м3(м×год), в среднем 0,65 м3(м×год). Таким образом, общее соотношение между абразионным береговым и абразионным донным источником осадков составляет 2,72/1,0. Если клифы поставляют 249000 м3/год осадочного материала, то, с учетом указанного соотношения, бенчи являются источником 91500 м3/год в среднем за многолетний период. Следовательно, в сумме абразионный источник поставляет 340500 м3/год, или 578850 т/год.

    Вероятные последствия искусственного соединения острова Тузла с материком. В первой половине октября 2003 г. российские строители строили искусственную дамбу, которая должна соединить м.Верблюд на Таманском п-ове с украинским о.Тузла. Это мероприятие в будущем создаст условия для перестройки циркуляции воды в проливе, изменения параметров Азовского стокового течения, нарушения привычной миграции рыбы и других морских животных, нарушения уровенного режима в Таманском и Динском заливах, для изменения поля сгонно-нагонных явлений. Строители мотивировали осуществление мероприятия тем, что оно спасет местное население от штормовых нагонов и полностью обезопасит поселки на берегах Таманского залива от периодического затопления и его последствий. К этим последствиям относятся: абразия берегов и подводного склона, отступание береговой линии и потеря площади береговой территории, потеря зданий, сооружений, коммуникаций, земельных угодий, памятников археологии, истории и культуры.

    В связи с указанной попыткой внести эти изменения в природную ситуацию в Керченском проливе, следует очертить основные последствия такого изменения в связи с планирующейся перестройкой системы течений. Сразу же надо сказать, что по промерам 1993 г. максимальные глубины над подводным баром между м.Верблюд и о.Тузла составила 3,1 м, а средняя — 1,2 м. Минимальные глубины лежат в пределах до 0,3 м. Ширина данного пролива была равной 4,1 км. При скорости стокового течения около 0,5 м/сек, средний расход воды при фактической скорости ветра

    В итоге надо ожидать роста величин нагонов, особенно в восточном куте Таманского залива. Этому благоприятствует подходной канал к Тамани и другим пунктам (проходит вдоль Тузлы с северо-востока). Нагоны могут привести к большим и частым разрушениям глинистых берегов, затоплениям береговой территории и ее подтоплению с повышением уровня грунтовых вод. При скоростях западных и северных ветров >15 м/сек в куте возможно повышение уровня на величины >1,5 м выше ординара. Такие нагоны значительно усиливают влияние ветровых волн и соответственно — скорости абразии низких глинистых клифов. Поэтому, наряду с повышением сноса абразионного осадочного материала, растут физические потери береговой территории. Вместе с ней теряются и постройки на берегу, особенно в населенных пунктах (Тамань, Приморский, Сенной, Юбилейный и др.). Создаются условия для затопления садов, огородов, пашни, лугов, для засоления почвы на берегах Таманского и Динского заливов.

    Создается угроза существенного усиления абразии не только глинистых берегов Таманского залива, но также и песчаных и песчано-ракушечных аккумулятивных форм. Перекрытие дамбой юго-восточного пролива увеличит скорости течения в северо-западном проливе примерно на 35%. Учитывая действие ветров северо-восточных и восточных румбов, вполне вероятен размыв северо-западной оконечности Тузлы и фронтальной части Камыш-Бурунской косы.

    Нелишне напомнить, что со времени сравнительно разборчивых карт-портоланов периода венецианско-генузской колонизации XIII-XV веков, Тузла изображалась в виде отдельного острова или нескольких менее крупных островков. Коса Верблюд удлинялась или укорачивалась, но нигде не описывалась и не изображалась имеющей длину >1,5 км. Например, на карте А.Шхонбека (съемка 1699 г.) Тузла показана как 3 острова, на карте  А.Н..Сенявина (1771 г.) на месте Тузлы показано 5 островков, а на карте А.Е.Влито и Н.Д.Критского (1808 г.) длина косы Верблюд не превышает 0,5 км и на месте Тузлы указан 1 остров побольше, второй поменьше. Между Тузлой и Верблюдом глубина пролива тогда составляла 7-8 футов (2,14-2,44 м).

    Таким образом, ранее чаще всего Тузла с материком не соединялась, а большую часть времени на ее месте находился один побольше или несколько поменьше островков. Одновременно петлевидная коса Верблюд постоянно уменьшалась в размерах, а глубины над дном пролива росли. До 1827 г. ни один географ, гидрограф, путешественник или картограф не изобразил Тузлу, соединенной с Таманским берегом.

    Вообще, изучение кос Керченского пролива (Чушки, Камыш-Бурунской, Русановой, Маркитанской, Тузлы и др.) показало [1, 2], что их размеры неуклонно уменьшаются в течение минувших столетий. Такое явление объясняется выработкой профиля динамического равновесия кос и пересыпей после ледникового периода на Европейском континенте. Мобилизация наносов постепенно затухала, наносы перестали поступать в необходимом количестве, а штормовые размывы лишились необходимой компенсации. Этому также способствовало и иссякание кубанских наносов, ранее более обильно поступавшим в Керченский пролив [2]. Эти размывы стали прогрессирующими, что и привело к сохранности и увеличению размеров пролива между Тузлой и Таманским п-овом.   

       Выводы. Таким образом, материалы, полученные по итогам применения прибрежно-морских методов, и их анализ позволили сделать ряд выводов.

    Вопросы влияния абразионных процессов в береговой зоне Черного моря следует ввести в Стратегический план действий по восстановлению и охране Черного моря как такой, который активно влияет на природную систему Черного моря путем развития процессов абразии и сноса осадочного материала — фактора изменения прозрачности, цвета воды, свойств и толщины донных осадков, проникновения света в воду и диссипации световой и тепловой энергии и др.

    Абразионные источники поставляют с Керченского полуострова в пролив в сумме 340500 м3/год осадочного материала различного состава. В процессе гидрогенной дифференциации часть наносов (5-18%) питает аккумулятивные формы волнового и эолового происхождения. Остальные 82-95% (280-325 тыс. м3/год) представляют собой взвешенные пелитовые фракции (меньше 0,1 мм), которые потенциально могут участвовать в заносимости Керченских каналов. Что касается пляжеобразующих фракций (больше 0,1 мм), то они питают пляжи и более крупные аккумулятивные формы из расчёта 0,24-0,95 м3(м×год). Такое количество не может создать достаточно крупные пляжи, способные существенно противостоять волновому влиянию на подножье клифов, а также обеспечивать соединение Тузлы с материком.

    Абразионные процессы оказывают существенное влияние на свойства прибрежных вод Черного и Азовского морей, что нужно учитывать при их оценке в процессе выполнения Стратегического плана.

    Предварительная оценка возможного влияния строительства дамбы между берегом Таманского п-ова и о.Тузла заключается в выводе, что активизируются абразионные процессы на берегах Таманского залива, возможен размыв северо-западной оконечности острова, существенное повышение частоты штормового затопления садов, огородов, лугов, пашни на самых низких участках, подтопления береговой территории, нарушение водообмена между двумя морями. 

    Литература

    1. Болдырев В.Л. Процессы отмирания береговых аккумулятивных форм на примере Керченского пролива // Труды Инст. океанологии АН СССР. – 1958. – Т. XXVIII. – С.

    2. Болдырев В.Л., Невесский Е.Н. Западный Темрюкский поток песчаных наносов // Труды Океаногр. комиссии АН СССР. – 1961. – Т. VIII. – С. 45 – 59.   

    3. Клюкин А.А. Абразия берегов Керченского полуострова в ХХ веке // География и природные ресурсы (Новосибирск). – 1998. - № 1. – С. 111 – 116.

    4. Нестеров К.В. Оползневые явления на побережье Керченского полуострова // Труды Совещ. по изуч. геологии побережья и дна Чёрного и Азовского морей в пределах УССР. Гл. ред. И. Я. Яцко. – Одесса: Одесск. облиздат, 1965. – С. 50 – 54.

    5. Шуйский Ю.Д. Питание обломочным материалом Северо-западного и Крымского районов шельфа Чёрного моря / Исследование динамики рельефа морских побережий: Отв. ред. В. П. Зенкович и Л. Г. Никифоров. – М.: Наука, 1979. – С. 89 – 97. 

             

  • Нет пока ответов

    Комментарии закрыты.