Статья: Природные и техногенные факторы современного развития берегов восточной части Азовского моря
В современной динамике береговой зоны Азовского моря важную роль играют вдольбереговые потоки и миграции наносов. Основными источниками их питания являются продукты абразии, материал биогенного происхождения (створки раковин и их обломки) и твердый сток рек. Биогенным материалом сформировано большинство кос Азовского моря. Так, коса Долгая на 85-99 % состоит из ракушечника, а Чушка – на 63%. Мощность потоков на различных участках восточной части Азовского моря изменяется от 5 до 80 тыс. м3/год.
В результате зарегулирования реки плотинами водохранилищ и общего увеличения водопользования, жидкий сток в районе Краснодара уменьшился до 9,5 км3 в год. Почти в 7 раз сократился твердый сток, который составил с 1973 по 1985 гг. в среднем около 0,4 млн т. Соответственно, изменилась и средняя мутность воды с 627 г/м3 до 88 г/м3. По данным ОАО «Кубаньводпроект», в чаше Краснодарского водохранилища с 1973 по 1998 год отложилось около 140 млн. тонн наносов. Уменьшение твердых выносов привело не только к снижению темпов нарастания пионерных дельт рукавов Кубани, но и к общему усилению размыва берегов Темрюкского залива. Кубанская дельтовая низменность простирается более чем на 100 км от Ачуевской косы до пересыпи Ахтанизовского лимана. В ее строении ведущую роль играют аллювиально-морские и биогенные отложения. В настоящее время большее протяжении данного участка берега размывается со скоростью 1-2 м /год, местами до 5-7 м в год.
Глава 5. Современные процессы абразии берегов восточной части Азовского моря (на примере Шиловского участка). В данной главе на основе математической модели Южного отделения Института океанологии РАН /рассматриваются прогнозные оценки скорости абразии коренного берега в районе пос. Шиловка Востриков,2004/. В основу модели положены следующие данные: средний уровень моря в районе Ясенской Переправы 489 см БС, средний наивысший – 547 см, максимальный за период наблюдений – 618 см. Превышение среднего наивысшего над средним составляет 78 см, а максимального над средним – 149 см. Средняя скорость отступания коренного берега на рассматриваемом участке составляет 1,2 м в год при максимальной до 4 - 5 м/год. Волноопасными направлениями ветра являются ЮЗ и З. Для разработки математической модели абразионного процесса за исходный принят профиль коренного берега и дна по данным съемки в августе 2000 года.
Математическая модель абразии коренного берега под действием волн представляет собой систему из двух дифференциальных уравнений. В ее основу положено соотношение Vn = k (τ-τпр), где Vn – нормальная скорость разрушения берегового склона, τ - эффективное гидродинамическое напряжение, τпр - предельное значение гидродинамического напряжения, не разрушающего данную породу. Если уровень моря повышается с постоянной скоростью u, тогда, учитывая размерности входящих величин, можно записать:
и
где П = Ln-1 {Ln - [xкл - (ut – M) ctg ά]}.
В данном случае участок профиля коренного бенча, который испытывает разрушение, аппроксимирован прямой y=x tg α1 +b (t), хкл- величина отступания клифа; k1 см3/г, k2 см3/г с – коэффициенты, определяемые устойчивостью породы к абразии; р – плотность воды; Но (м), а1 (м2), а2 (м2), К (г/см2), М (м). – величины, зависящие от параметров волн; Ln – предельная ширина береговой отмели, соответствующая профилю равновесия; tgα - уклон берегового склона в зоне деформации волн; tgα1 – уклон берегового склона в приурезовой полосе, (а1/а2) 
о+ К - максимальное значение гидродинамического напряжения.
Математическая модель учитывает все основные факторы, определяющие скорость абразии и ее закономерности: высоту волн, прочность пород, слагающих берег, высоту нагона, расстояние между клифом и линией последнего обрушения волн, уклон дна и прибойной зоны, скорость относительного изменения уровня моря, современные скорости абразионного процесса. Она предназначена для прогнозирования процесса отступания берега при изменении условий его протекания.
Численное интегрирование системы, а также анализ его асимптотического решения показывает, что со временем абразионный процесс стабилизируется, и скорости отступания клифа и углубления бенча приходят в соответствие со скоростью повышения уровня. На этой стадии скорости отступания клифа и углубления бенча не изменяются во времени.
При разрушении морского берега в течение десятков и сотен лет между основными параметрами процесса: скоростью углубления дна и отступания берега, скоростью относительного изменения уровня моря, уклонами приурезовой зоны и берега устанавливается простая зависимость. По ней можно рассчитать скорость абразии при изменении скорости повышения уровня моря.
Принимая в основу математической модели факт стабилизации скорости отступания клифа в течение 17 лет (1949-1966 гг.), определим, что приращение скорости абразии на исследуемом участке составит (3,9-1,2): 17 = 0,16 м/год. Таким образом, на следующий год скорость отступания клифа достигнет 1.36 м/год и так далее в геометрической прогрессии. За расчетный период в 17 лет берег Шиловского участка отступит в среднем на 70 м и общие потери прибрежной территории составят (43 м х 14500 м) 62 га. Если скорость повышения уровня моря будет равной 4 мм/год, то скорость абразии через 17 лет достигнет 6,9 м/год, а берег отступит еще на 70 м. Очевидно, что при таким темпах отступания коренного берега весьма негативные изменения произойдут на смежных участках аккумулятивного берега, в частности , на пересыпи озера Ханское.
По совокупности геолого-геоморфологических и литодинамических факторов, участок берега у пос. Шиловка является типичным для большего протяжения абразионных берегов Азовского моря и поэтому основные технические решения по его защите имеют общее значение.
Глава 6. Основные черты развития и эволюции косы Тузла до и после восстановления ее коренной части. На современном этапе развития аккумулятивные образования Керченского пролива, в том числе коса Тузла, являются отмирающими формами. Основная причина связана с общим сокращением их питания наносами /Болдырев, 1958; Мамыкина, Хрусталев, 1980/. Кроме того, в результате выработки отмелого профиля подводного склона значительно замедлились темпы абразии как источника обломочного материала. Дефицит наносов сопровождается активизацией размыва и общим сужением прикорневой части кос. Поэтому образуются промоины, а сама аккумулятивная форма распадается на отдельные острова.
На заключительном этапе трансгрессии (в последние 1,0-1,5 тыс. лет) в условиях неотектонического погружения прибрежной территории коса Тузла приобрела общую тенденцию к размыву. Наряду с продолжающимся повышением уровня моря, существенное влияние на ее развитие оказали меж- и внутривековые изменения штормовой активности, определяющие квазицикличность абразионно-аккумулятивных процессов. Несмотря на то, что хронология подобных циклов изучена недостаточно, можно предполагать соответствие фаз усиления штормовой активности общеклиматическим фазам второй половины субатлантического периода. Это выражается в относительно продолжительных периодах существования аккумулятивных форм как островных образований.
В связи с критическим состоянием косы Тузла в конце 2003 года была произведена засыпка существующих промоин в виде дамбы из горной массы с креплением боковых сторон каменной наброской откосного типа. Общий объем материала в теле дамбы составил 580 тыс. м3.
В конце 2003 года работы по восстановлению коренной части косы Тузла были временно прекращены. Между торцевой частью дамбы и островом Тузла осталась промоина шириной 280 м. Последовавшие за этим дноуглубительные работы с украинской стороны вызвали общее расширение промоины и резкую активизацию размыва острова. Если в декабре 2003 года ширина промоины составляла всего 280-300 м, то к концу 2005 года достигла 1 км.
Наблюдения показали, что к середине 2005 года за счет причленения отмелей и выброса со дна раковинного материала на ряде участков морской стороны дамбы стал формироваться пляж средней шириной 7-8 м, местами до 18-20 м. Одновременно начались подвижки материала по ходу основного потока в сторону промоины между оголовком дамбы и островом Тузла. При этом, часть наносов стала теряться на глубине. Во избежание утечки наносов в 2004 году на конце дамбы было построено две каменно-набросных шпоры длиной по 25 м, которые блокировали утечку материала. К середине 2005 года ширина пляжа в ее головной части достигла местами 30 м. После восстановления косы Тузла по длине 3,78 км отмечается повсеместное выравнивание рельефа дна и уменьшение глубин у подошвы дамбы с 3,5 м до 1 м.
Восстановление коренной части косы Тузла в значительной степени уменьшило проникновение штормовых волн со стороны Черного моря. Как следствие, существенно снизились темпы абразии северных берегов Таманского залива. В целом, восстановленная часть косы Тузла показала себя устойчивым образованием даже при воздействии сильных штормов.
Глава 7. Причины деградации Ясенской косы и меры ее восстановления. В главе рассматривается Ясенская коса начало она берет у излома берега севернее хут. Морозовский Приморско-Ахтарского района. Общая длина косы около 14 км при ширине от 0,2 до 2 км. Ясенская коса находится в пределах Ейско-Утлюкской зоны прогибов и Каневско-Березовско-Азовского вала эпигерцинской (Скифской) платформы .
Основные процессы динамики морской части косы связаны с поперечным и вдольбереговым перемещением наносов. Господствующие в данном районе волны и течения переносят материал в северном направлении, где он откладывается на оконечности косы и подводном склоне Бейсугского лимана.
Сравнение материалов аэрофотосъемок и топографических изысканий показывает, что с 1948 по 2005 гг. общая площадь размыва морской части косы по длине 10 км составила 2,4 млн. кв. м; объем - около 2,5 млн. м3. При этом максимальная величина отступания линии уреза в корневой части косы составила за указанный период 410 м, в средней – 215 м и в дистальной (на расстоянии 10 км от корня косы) – 83 м. Особенно с большой скоростью коса размывается с 1994 года (до 12-15 м в год). При таких темпах размыва корневая часть косы может быть прорвана, особенно при сильном нагоне, что повлечет за собой начало распада всей аккумулятивной формы на отдельные острова. Подобная схема характерна для современной стадии эволюции целого ряда азовских кос.
Принятые меры по отсыпке бутового камня от хут. Морозовский до моста (около 500 м) несколько замедлили этот процесс, но только на укрепленном участке. Ниже по ходу волнового потока размыв косы продолжается с прежней скоростью. В данном случае берма из крупного камня нарушает продольную и поперечную структуру потока наносов и провоцирует низовой размыв.
Рис. 3. План совмещенных урезов в корневой части Ясенской косы с 1948 по 2005 гг.
Таким образом, если не принять срочных мер по укреплению Ясенской косы, то ее деградация уже в ближайшие годы примет катастрофический характер. И спасти ее тогда можно будет только путем чрезвычайных мер. Как, например, при восстановлении корневой части косы Тузла.
Среди причин общей деградации косы можно назвать неблагоприятный ход естественных процессов (повышение уровня моря вследствие парникового эффекта, тектоническое погружение данного участка побережья со скоростью до 2 мм/год и др.). Влияние антропогенного факта в существенной степени ускоряет этот процесс. Защита размываемой части косы путем устройства системы каменно-набросных бун или прерывистых волноломов не может остановить процесс разрушения берега.
В условиях дефицита наносов буны не смогут накопить пляжный материал естественным путем. Поэтому придется завозить песок и ракушу практически в каждый межбунный отсек. Кроме того, пляж в огражденном состоянии не решает проблему защиты берега Ясенской косы при сильных штормах с нагоном. В случае же неблагоприятного развития процессов буны могут вообще оказаться оторванными от берега. Тогда пляж начнет размываться, и процесс разрушения косы продолжится с прежней скоростью.