WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

на правах рукописи

Ивлиев Петр Павлович

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗВИТИЯ ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПОБЕРЕЖЬЯ АЗОВСКОГО МОРЯ (В ПРЕДЕЛАХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ)

специальность 25.00.36 – Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Ростов-на-Дону

2012

Работа выполнена на кафедре океанологии  ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор кафедры океанологии Южного Федерального Университета Беспалова Людмила Александровна

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор кафедры региональной и морской геологии Кубанского государственного университета Ефремов Юрий Васильевич;

кандидат географических наук,

зав. сектором гидрологии ФГУП «АзНИИРХ»

Жукова Светлана Витальевна

Ведущая организация:

Южное отделение ИО РАН

г.Геленджик

Защита состоится «21» июня 2012г.  в 12.00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.12  при ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 201.

       С диссертацией можно ознакомиться в зональной научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан  21мая  2012г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат географических наук, доцент  Т.А. Смагина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность работы. Побережье Таганрогского залива имеет исключительно выгодное географическое положение, и обладает значительным природно-ресурсным потенциалом, что способствует развитию различных видов хозяйственной деятельности и  вызывает глубокую трансформацию природного комплекса береговой зоны.

В последние десятилетия берега Таганрогского залива  интенсивно разрушаются под воздействием как природных, так и антропогенных факторов. Резко активизировалась абразия, широкое развитие получили обвалы и осыпи. В пределах Ростовской области свыше 50% береговой зоны Таганрогского залива Азовского моря находится в зоне повышенного геоэкологического риска (из-за волновых разрушений, обвально-оползневых процессов, затопления и подтопления паводковыми и нагонными водами). Данная территория отличается масимально высокой плотностью населения в Ростовской области: на 1% территории проживает 12 % населения.

Общий рост техногенного воздействия - добыча раковинного материала, нерациональные берегозащитные мероприятия, усиливают негативное развитие береговых процессов. Из-за загрязнения моря неочищенными промышленными и коммунальными стоками снижается объем воспроизводства раковинного материала, который является важнейшей составляющей баланса наносов береговой зоны. Подъем уровня Мирового океана, сохранение этой тенденции по имеющимся прогнозам и в будущем столетии, ожидаемое в связи с этим усиление абразионных процессов требует оценки динамики современных береговых процессов, выявления современных тенденций развития берегов. Интенсивное хозяйственное освоение побережья и глобализация неблагоприятных природных явлений в береговой зоне требуют решения важной геоэкологической задачи: количественной оценки геоэкологических рисков развития природных  и техноприродных процессов с целью разработки превентивных мероприятий по снижению их  влияния в береговой зоне.

Береговые процессы Азовского моря рассматривались многими исследователями (Зенкович, 1958,1962; Аксенов1955,1965; Мамыкина 1972, 1978, 1982; Леонтьев, Никифоров, Сафьянов 1975; Мамыкина, Хрусталевым 1980;  Есин,Савин, Жиляев 1980; Артюхин 1982,1988,2010; Лымарев 1986,2005;Айбулатов 2001,2005, Шуйский 2001, Пешков 2003,2005; Ефремов и др. 2007,2010; Пешков, Поротов, Есин 1999; Пешков, Есин, Косьян 1999; Матишов 2007; Ивлиева, Бердников2005; Ивлиева, Беспалова, Ивлиев 2003,2005,2010).

Вместе с тем, необходимо признать, что  изученности геоэкологических проблем береговой зоны  региона до сих пор не уделяется должного внимания. Хотя именно ухудшение геоэкологической обстановки заслуживает особого внимания. В этой связи  оценка степени проявления опасных природных и техноприродных процессов, выявление степени остроты геоэкологического риска является задачей первостепенной важности.

  • Целью работы является геоэкологическая оценка  опасных природных и техноприродных процессов на Азовском побережье Ростовской области.

Поставленная цель предопределила необходимость решения следующих задач:

  • анализ геолого-геоморфологических и гидродинамических условий береговой зоны Таганрогского залива Ростовской области;
  • оценку влияния антропогенной деятельности на развитие природных и техноприродных процессов на берегах Азовского моря в пределах Ростовской области;
  • оценку геоэкологических условий развития опасных природных и техноприродных процессов в береговой зоне моря; ранжировать побережье залива по степени  остроты геоэкологического риска;
  • разработку предложений по организации мониторинговых наблюдений, превентивных мероприятий по снижению последствий развития природных и техноприродных процессов на аварийных участках морских берегов Ростовской области.

Объект и предмет исследований. Основным объектом исследований является береговая зона Таганрогского залива, в пределах Ростовской области (Неклиновский, Азовский районы). К предмету исследований относится эколого-географический анализ и оценка степени остроты геоэкологического риска морского побережья Ростовской области.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  • создана концептуальная схема «Антропогенные факторы воздействия на  морское побережье Ростовской области»;
  • выявлены новые тренды развития опасных природных и природно-техногенных процессов для различных типов берегов Таганрогского залива;
  • создана электронная база данных наблюдений за  опасными экзогенными процессами и ГИС «Опасные природные и техноприродные процессы морского побережья Ростовской области»
  • разработаны количественные критерии оценки геоэкологического риска от опасных природных и техноприродных процессов,  впервые проведено районирование побережья по степени остроты геоэкологического риска.
  • выделены участки Азовского побережья в пределах Ростовской области и разработаны превентивные мероприятия по снижению последствий развития опасных природных и природно-техногенных процессов.

Теоретическая значимость диссертации состоит в разработке новых подходов оценки природных и природнотехногенных процессов морского побережья с использованием ГИС-технологий и количественных значений геоэкологического риска

Практическая значимость работы. Полученные результаты обеспечивают геоэкологическую оценку и прогноз состояния морского  побережья Ростовской области и могут служить основой для разработки программы устойчивого развития береговой зоны, при разработке рекомендаций при строительстве гидротехнических сооружений и объектов берегозащиты, при рекреационном планировании развития прибрежных территорий и других видах хозяйственной деятельности.

Результаты исследований являются составной частью отчетов по грантам:

1) Грант РФФИ 00-05-65379-а: Твердые примеси антропогенного происхождения в морских водоемах: поступление, перенос, захоронение и оценка воздействия на экосистему (2000 - 2002 гг.) – исполнитель.

2) Грант РФФИ 04-05-96800-р2004юг-а: Исследование современного развития абразионных и аккумулятивных берегов Азовского моря (2004-2005 гг.) – исполнитель.

3) НИР СевкавНИВХ №2331 «Оценка опасных природных процессов на территории Ростовской области в береговой зоне Таганрогского залива и Нижнего Дона в целях разработки мероприятий по обеспечению экологической безопасности» – (2008-2009гг) исполнитель.

4) Федеральная целевая программа «Изучение закономерностей продуцирования и трансформации органического вещества в экосистемах южных морей России в современных условиях изменения климата и антропогенной нагрузки: экспедиционные морские исследования, космический мониторинг, геоинформационные технологии, математическое моделирование» (шифр заявки 2009-1.1-155-070-008) (2009-2010) – исполнитель.

Материалы и методы исследований. Фактический материал  исследований  был получен автором в ходе полевых и камеральных работ, проводимых коллективом кафедры океанологии Южного федерального университета и СевкавНИИВХ в период с 2002 - 2010 гг., а также  были обобщены и проанализированы публикации, фондовые данные РГУ (ныне ЮФУ), СевкавНИИВХ, ОАО«Южгеологии» касающиеся геологического строения береговых обрывов, скоростей развития абразионно-оползневых процессов за более раннее периоды.

Комплексный характер исследований определил необходимость применения методов, используемых в геоэкологии, геоморфологии морских берегов (экспедиционные, картографические, экспериментальные, расчетные), статистические методы обработки информации, сравнительно-географический и балльных оценок, ГИС технологии. Работы проводились в соответствии с действующими наставлениями, руководствами и методическими указаниями, СНИПами. При составлении картосхем  использовались возможности графических пакетов Corel DRAW 13, Golden Surfer 8, Microsoft SQL Server. При районировании береговой зоны по степени проявления геоэкологического риска использовались критерии для оценки состояния эколого-геологических условий, по характеру и интенсивности экзогенных процессов (Трофимов,Зилинг,2002), а также критерии, предложенные при комплексной оценке окружающей среды Ростовской области (Экологический атлас,..2000)

Общий объем исследований Таблица 1

№ п/п

Виды работ

Количество

1

Обработка данных ГМС (Таганрог, Мариуполь, Ейск, Должанская) по ветру, волнению, уровню за период1970-2005г

Обработано:1Ветер повторяемость по направлениям и скоростям (120 табл.) 2.Волнение повторяемость по направлениям и высотам(40 табл.)3.Уровень повторяемость и обеспеченность(80 табл.)

2

Замер скоростей абразии по реперной сети 

63 опорные точки, 8 серий измерений

3

Замеры ширины пляжей за период наблюдений 2002-2010гг.

52 км

4

Составление схемы геологического строения северного и южного побережья Таганрогского залива

В программе Avtocad схема геологического строения (2 схемы)

5

Определение гранулометрического состава пляжевых накоплений

400 проб

6

Экспериментальные работы по изучению истираемость пляжевых накоплений

102 проб

7

Изучение техногенных примесей пляжевых отложений

126 проб

8

Промеры подводного склона в пределах аккумулятивных и абразионных берегов

76 км

9

Расчеты объемов абразии за периоды исследований

Три серии расчетов (2002, 2005,2010)

10

Обследование берегозащитных сооружений

17 км

11

Обследование аварийных участков

59 км

12

Фотографирование участков берега и берегозащитных сооружений

Более 700 снимков

13

Создание карто-схем хозяйственной освоенности побережья, интенсивности проявления оврагообразования, состояния берегозащиты, загрязнения пляжей, застроенности береговой зоны, интенсивности проявления абразионно-оползневых процессов, районирование по степени остроты геоэкологического риска

карто-схемы в программе CorelDRAW(2экз.), карты (6 экз.)  с использованием программы ArcGIS 9.3

14

ГИС карта «Опасные экзогенные процессы Таганрогского залива»

карта (1экз.)  с использованием программы ArcGIS 9.3

15

Сопоставление картографического материала, космоснимков морского края дельты Дона

топографические карты за1927,1952,1963,1965,1982, 1983,2001 гг космоснимки 2002,2004,2007г.,  программы ArcGis 9.3, Adobe Photoshop CS 8.0 и CorelDRAW X4.

Личный вклад автора выразился в непосредственном участии на всех этапах полевых, камеральных, лабораторных исследований при планировании работ, сборе и обобщении статистической и литературной информации, оценке скоростей абразии, объемов поступления терригенного материала, оценке влияния биогенного материала на состояние пляжей, определении уровня загрязненности пляжей побережья Таганрогского залива и Восточного Приазовья, оценке состояния берегозащитных сооружений г.Таганрога, составлении карт районирования по степени остроты геоэкологического риска.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Тема диссертационной работы соответствует паспорту специальности 25.00.36 -«Геоэкология», так как оценка опасных природных и техноприродных процессов в условиях антропогенного воздействия на морском побережье Ростовской области и разработанные превентивные мероприятия по снижению последствий развития этих процессов входят в круг задач геоэкологии. Проведенные исследования отвечают следующим пунктам паспорта специальности: 1) п.1.6. «Природная среда и ее изменение под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека, возникновение и развитие опасных техноприродных процессов…», п. 1.11. «Динамика, механизм, факторы  и закономерности развития опасных техноприродных процессов, прогноз их развития, оценка опасности и риска…».





Основные защищаемые положения:

1. Из опасных природных и техноприродных процессов,  получивших развитие  на побережье Азовского моря (Ростовская область), основным фактором дестабилизации морских берегов являются абразия и оползнеобразование, обуславливающие  размыв берегов и утрату промышленных, селитебных и сельскохозяйственных территорий. В пределах морского побережья на берега с сильной и средней активностью абразионно-оползневых процессов приходится 48 % береговой линии залива.

2. Выявлен  положительный тренд активности проявления абразионно-оползневых процессов за период 1980-2010 гг. Увеличение скоростей размыва берегов  связано с усилением циклональной деятельности, увеличением повторяемости западных штормов и нагонов и повышением уровня Таганрогского залива.

3. В пределах морского побережья Ростовской области выделены районы, соответствующие четырем уровням геоэкологического риска­ - ­низкому, среднему, высокому и очень высокому. Большая часть побережья (52%), преимущественно северный берег Таганрогского залива, относится к зоне высокого и очень высокого риска, что характеризует крайне неблагоприятные условия для проживания человека и в ряде случаев представляет прямую угрозу для жизни. 

4. Комплекс мероприятий по снижению последствий развития опасных природных и природно-техногенных процессов включает первоочередные берегозащитные мероприятия на  девяти  аварийных участках (59 км)  морского побережья Ростовской области. На Территории Неклиновского района выделено пять участков  (47,2 км), на территории  Азовского района - четыре участка (11,8 км.)

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследований докладывались автором на конференциях студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2003-2007 гг.), на международной научной конференции «ХVI Международной школе морской геологии. Геология морей и океанов» (г. Москва, 2005 г.), на научно-практической конференции «Проблемы литодинамики и экосистем Азовского моря и Керченского пролива (г. Ростов-на-Дону, 2004г, на школе –семинаре «Молодежно-студенческие разработки и творческие проекты для исследования и освоения прибрежно-шельфовых зон Юга России, Геленджик 2010, на всероссийской  научно-практической конференции «Проблемы геологии, планетологии, геоэкологии и рационального природопользования», Новочеркасск, 2011. Всего по теме диссертации опубликовано 21  печатная работа, в том числе 2 - в научных изданиях, рекомендованных ВАКом – «Естественные и технические науки», «Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки» и в 1 коллективной монографии.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 143 страницы. Текст сопровождается 36 рисунками и 17 таблицами. Список использованной литературы включает 143 наименования.

Благодарности. Автор искренне благодарен директору института ИАЗ ЮНЦ РАН, зав. кафедрой океанологии чл. корр. Д.Г. Матишову за предоставленную возможность работать над диссертацией, всестороннюю поддержку и помощь, оказанную на всех этапах работы. Автор выражает глубокую признательность за помощь в работе, ценные советы и рекомендации своему научному руководителю Л.А. Беспаловой. Считаю своим долгом выразить благодарность и признательность С.В. Бердникову, В.В.Сорокиной, А.Е. Цыганковой, которые помогали автору на различных этапах подготовки диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Природные условия и хозяйственное использование побережья Приазовье имеет исключительно выгодное географическое положение, обладают значительным природно-ресурсным потенциалом, что способствует развитию различных видов хозяйственной деятельности.

Приазовский регион расположен в пределах докембрийской Восточно-Европейской платформы (Ростовский свод) и в рельефе представлен Приазовской низменной пластово-аккумулятивной равниной. Имеет  долинный и овражно-балочный рельеф,  в пределах которого наиболее распространены абразионный и оползневой типы берегов.

Побережье Таганрогского залива в пределах Ростовской области относится к поясу умеренно-континентального климата, достаточно теплого и смягченного влиянием моря. При господстве зональных западных переносов в летнее время и восточных в зимнее имеет место мягкая зима и менее жаркое лето. Наибольшую повторяемость вторжений имеют воздушные массы  умеренных широт. Ледовый сезон в Таганрогском заливе длится с ноября-декабря до середины марта. Для  залива характерно торошение льда, особенно сильное происходит у отмелей и кос. Высота торосов может достигать до1-2м, а пояс торосов шириной более 1,5 км.

Гидрографическая сеть представлена реками Кагальник, Мокрая Чубурка на южном побережье Таганрогского залива, на северном побережье в залив впадают: Мокрый Еланчик, Миус, Самбек и Ерик. Экологические условия рек характеризуются минимальной санитарной проточностью. На всем протяжении реки перегорожены многочисленными земляными плотинами и проезжими дамбами, разбивающими реки на цепочку русловых прудов, что обуславливает почти полное отсутствие проточности в меженные периоды.

В пределах данной территории распространен степной зональный тип ландшафта с преобладанием умеренно-засушливого подтипа. По долинам рек и балок распространён интразональный луговой тип ландшафта, который встречается на пойме и в дельте Дона. Степные ландшафты Приазовья сильно преобразованы и представлены в основном агро- и урболандшафтами.

Территория прибрежной зоны Азовского и Неклиновского районов составляет около 1% от площади области, на которую приходится 15,28% промышленного производства от всего объема производства Ростовской области, сконцентрированного в основном на северном побережье. (Статистический справочник по РО, 2010)

Размещение промышленности в Приазовье отличается крайней неравномерностью и носит очаговый характер. Подавляющая часть крупных и средних промышленных предприятий (более 86%), сконцентрирована в городах Азове и Таганроге и лишь около 12 % предприятий размещено в других населенных пунктах Азовского и Неклиновского районов.

Город Таганрог является вторым после областного центра по промышленному, научно-образовательному и культурному потенциалу. Таганрог имеет развитую экономическую базу, в которой резко доминирует промышленность. Преобладающими отраслями являются машиностроение и черная металлургия.

Приазовский регион выделяется сложной отраслевой структурой транспортной системы. Хорошо развиты практически все виды транспорта: железнодорожный, автомобильный, внутренний водный, морской, воздушный и трубопроводный. По участку Азово-Донского водного пути проходят основные грузопотоки, следующие из северо-западных и центральных районов России, Украины, Северного Кавказа и обратно. Через порт идет на экспорт уголь, лес, металл, металлолом, трубы, зерновые, оборудование и пр. Грузооборот составляет в среднем 1,7 млн. т грузов.

Приазовская зона занимает первое место в области по стоимости валовой продукции в расчете на единицу сельскохозяйственных угодий. Здесь сосредоточена значительная часть плодовых, овощеводческих и молочных хозяйств области, производство сконцентрировано в основном на южном побережье. Занимая 1% площади Ростовской области, Приазовский регион концентрирует более 12% ее населения, более 540 тыс. человек, при этом почти 54 % приходится на г. Таганрог (Ростовская область, 2010). Приморский регион Ростовской области имеет одну из самых высоких показателей плотности населения (613 чел/км на северном побережье залива и более 120 чел/км на южном, что в 10 раз превышает средний показатель по области). Также, эта территория является одним из основных рекреационных объектов области.

Глава 2. Влияние антропогенной деятельности на развитие природных и техноприродных процессов в береговой зоне.

На основе анализа  техногенной  деятельности человека, оказывающей воздействие на морские берега, было выделено 3 блока процессов: в пределах акватории, на водосборе и в береговой зоне (рис.1). Все они  ведут  к размыву берегов и утрате промышленных, селитебных и сельскохозяйственных территорий.

Из основных техногенных процессов на водосборе, наибольшее воздействие на береговые процессы оказало зарегулирование речного стока и поступление в реки неочищенных или недостаточно очищенных промышленных стоков. Сокращение твердого стока по сравнению с условно естественным режимом более чем в 10 раз, уменьшение поступления песчаного материала в полтора раза  стало основной причиной дефицита наносов и обусловило смену литологических типов донных отложений в восточной части залива, что вызвало размыв морского контура дельты Дона.

Сопоставляя карты морского края дельты Дона за ряд лет (1927,1952, 1963, 1967, 1982гг.), космоснимки (2002, 2007гг) было установлено, что до 1959 морской край дельты характеризовался аккумуляцией материала до 2м/год. После строительства Цимлянской ГЭС отмечается активный размыв морского края 1 - 1,5 м/год до 1983 года, с 1983 по 2007г  размыв не превышает  0,6 м/год. Резкое сокращение твердого стока р.Дон повлекло за собой практически  полное исчезновение площади крупноалевритовых осадков и замещение их мелкоалевритовыми и глинистыми илами в восточной части залива.

рис1.Схема опасных техногенных процессов в Таганрогском заливе.

В свою очередь, изменение состава донных осадков привело к смене  границ биоценозов зообентоса и снижению биологической продуктивности моллюсков, сокращению биогенного питания пляжей. Проведенные в 2002-2008 гг. исследования вещественного состава пляжей Таганрогского залива показали, что содержание раковинного материала в современных пляжевых накоплениях составило  на косах  восточной части Таганрогского залива - 15-17% (к. Павло-Очаковская, Петрушина), 30- 50%(к.Чумбурская, Глафировская).

В сравнении с 80-ми  годами 20 века содержание раковинного материала уменьшилось практически вдвое с 30 % в среднем до 15% в настоящее время. Это повлекло за собой размыв кос, как в прикорневой части, так и на протяжении всей морской стороны косы. Ширина пляжей на Чумбурской, Очаковской  косах  уменьшилась с 15м до 5-7 м в среднем.

Негативное воздействие судоходства проявляется в результате дампинга большого объема (0,8 – 1,3 млн. тонн/год) грунта, состоящего на 70% из илистого материала, что обуславливает интенсивное заиливание мест свалок (9 из 14 находятся в Таганрогском заливе) и прилегающих акваторий, что, в свою очередь, приводит к  смене бентических сообществ, заиливанию полей ракуши.

В результате эксплуатации портовых комплексов - перевалки сухих грузов и утраты пылевых частиц (апатитов, серного колчедана, солей, угля, мела, стройматериалов); зачистки и промывки судов; перевозки нефти, нефтепродуктов, пылевых и сыпучих грузов; разливов нефти и нефтепродуктов при загрузке и разгрузке нефтеналивных судов; сброса недостаточно очищенных промышленных, коммунально-бытовых и ливневых вод портовыми комплексами, происходит загрязнение химическое,  биологическое (вселение Mnemiopsis, Beroe).Общее загрязнение нефтепродуктами от крупнотоннажного судоходства оценивается величиной 7 тыс. т, примерно такое же количество поступает от маломерного флота. (Беспалова, 2007)  .

Техногенные процессы в береговой зоне (зоне контакта) связаны в первую очередь с поступлением различных видов отходов. Среднее содержание техногенного материала в пляжевой зоне северного берега достигает на отдельных участках 18%, в среднем составляя - 10%; на южном побережье – до 4%. Строительство тяжелых бетонных конструкций, портовых комплексов в береговой зоне зачастую приводит к дистабилизации береговых процессов, перехвату потоков наносов и размыву берегов, чему также в немалой степени  способствует  распашка  водоохраной зоны.

Глава 3.Закономерности развития опасных природных и техноприродных процессов на побережье Азовского моря (в пределах Ростовской области). Своеобразный комплекс природных условий и хозяйственная деятельность в береговой зоне залива определяют интенсивность протекания опасных природных и техноприродных процессов: абразии, оползневых явлений, подтопления и др. Гидродинамический фактор наряду с геологическим является определяющим в развитии береговой зоны. Два основных направления ветров восточной и западной четвертей определяют динамику вод и интенсивность современных береговых процессов.

Анализ ветровой ситуации на гидрометеостанциях побережья Таганрогского залива за последние тридцать лет показал, что в 60 – 70-е годы повторяемость восточных ветров явно преобладала, составляя в среднем 50 – 55% в год. В 80-е годы она уменьшилась до 37%, в 90-е годы составляла в среднем 32%, таким образом, наблюдается уменьшение повторяемости ветров восточной четверти, при увеличении повторяемости западных ветров (55%). С этим можно связать увеличение количества зимних осадков, наблюдаемое в последние 15 лет и увеличение интенсивности плоскостного смыва и эрозионных процессов в береговой зоне.

С востока на запад на различных участках побережья, в зависимости от ориентировки берега, длин разгона волн, уклонов дна, роль волнений различных направлений в береговых процессах меняется. На южном побережье Таганрогского залива результирующая волнения направлена от северо-запада. Северное побережье Таганрогского залива находится под воздействием волнений восточной, и западной четвертей. В дельте Дона результирующая волнения направлена по нормали к берегу. При запад-юго-западных и юго-западных ветрах, в условиях нагона, происходит размыв морского края дельты Дона. Высота средних волн составляет 1,2 м; наиболее крупные волны достигают в высоту 2,5 м. Волновое разрушение обвальных берегов вершины Таганрогского залива происходит в основном в условиях высоких нагонов, вызываемых юго-западными и западными волнениями.

Уровень Азовского моря до середины 1930-х годов XX века понижался, со второй половины 1970-х годов повышался, что связано не только с климатообусловленным увеличением пресного баланса моря, но и с эвстатическим подъемом уровня в системе средиземноморских морей. Нагоны преобладали над сгонами. Выявлен положительный тренд уровня воды для всех ГМС Таганрогского залива. В Таганроге отмечается повышение уровня по сравнению с предыдущим периодом на 13,5 см, т.е. на 0,71 см/год. В Ейске повышение составило 12,2 см или 0,64 см/год. Наклон уровня Азовского моря от вершины Таганрогского залива до Керчи составлял в среднем 15 см, в настоящее время - 11 см за счет подъема уровня в Таганроге, Ейске, Приморско-Ахтарске и Темрюке. Уменьшение наклона и общая тенденция к повышению уровня связаны с взаимодействием группы факторов - изменением водного баланса: увеличением речного стока, атмосферных осадков.

Особенностями литодинамики береговой зоны Таганрогского залива,  несмотря на значительное поступление терригенного материала за счет абразии берегов и дна, являются дефицит седиментационного вещества, высокая активность процессов размыва и локальные участки аккумуляции в виде кос. Такая ситуация усугубляется тонкозернистостью поступающего в береговую зону терригенного материала. Песчано-гравийные фракции в отложениях северного побережья составляют в среднем 30 %, южного - 10 - 13 %.

Тектонические процессы, определяющие опускание практически всей площади дна и берегов, также обеспечивают их высокую абразию. Особенности берегов, сложенных преимущественно четвертичными суглинками и глинами, предопределили интенсивное развитие абразионных и абразионно-оползневых процессов. В пределах Таганрогского залива выделяют три геоморфологических типа берега: абразионно-обвальный, абразионно-оползневой и аккумулятивный. Побережье Таганрогского залива, от границы Ростовской области с Краснодарским краем до границы с Украиной составляет около 150 км, из них на абразионные берега приходится – 49%, оползневые - 28%, на аккумулятивные, представленные косами Беглицкая, Петрушина, Куричья, Золотая, Семенова на северном побережье и Долгенькая, Чумбурская и Очаковская на южном побережье –23%.

Широкое распространение легкоразмываемых суглинистых отложений в береговых обрывах, малые мощности песков, дефицит пляжеобразующего материала широкое развитие овражно-балочной сети, усиление циклональной деятельности, увеличение повторяемости западных штормов и нагонов, изменение водного баланса Азовского моря и вызванное этим повышение уровня Таганрогского залива предопределило широкое развитие опасных экзогенных процессов на побережье.

Самое широкое развитие на побережье получили абразионно-оползневые разрушения береговых обрывов, размыв аккумулятивных тел (кос и пляжей), затопление прибрежных территорий при нагонном повышении уровня. Многолетние исследования позволили составить схему «Опасных природных и природно-техногенных процессов морского побережья Ростовской области».

Наиболее масштабными опасными процессами следует признать абразионные  и абразионно-оползневые разрушения береговых обрывов, которые охватывают  80% морского побережья. В пределах побережья средние скорости отступания берегов достигают 1,0-1,5 м/год , максимальные 4,0-6,0 м/год .Скорости абразии на побережье уменьшаются с запада на восток. (табл.2, рис.2.) Там, где обрывы сложены суглинками и глинами отмечается абразионно-обвальный тип берега и самые высокие скорости абразии(1,7-2,2м/год). На участках побережья, где отмечаются выходы песчаных толщ,  получил развитие абразионно-оползневой берег со скоростями разрушения 0,5-0,6 м/год.        

В целом, в пределах морского побережья Ростовской области на берега с сильной активностью абразионно-оползневых процессов приходится около 38 км или 26% береговой линии залива, средняя скорость разрушения берегов охватывает  31 км берега (22%), средние и слабые скорости разрушения берегов отмечаются на побережье протяженностью 70 км и составляет около 50% протяженности береговой линии.

Затопление прибрежных территорий при нагонном повышении уровня наблюдается на узких пляжах вдоль коренных обвальных и оползневых обрывов, что вызывает активизацию их абразионного разрушения. При повышении уровня более чем на 0,5 м воды залива прорывают предустьевые участки долин малых рек (Миуса, Мокрого Еланчика, Кагальника, Самбека), часть поверхности кос Беглицкой, Петрушиной, Очаковской, Чумбурской. Зарегулирование стока рек и связанное с этим уменьшение поступления пляжеобразующего материала, вызвало уменьшение ширины пляжей в устьях рек почти в 2 раза за последние 30 лет, с 15 м до7-8м. Однако наибольшие площади нагонные наводнения покрывают в дельте Дона. Под водой оказывается практически вся поверхность дельты вплоть до г. Азова. Участки интенсивного заболачивания на пойме составляют до 20-25 %. Подтопление  проявляется также  в г.Таганроге и между селами с.Павло-Очаково и с.Чумбур-Коса, что связано с влиянием оросительных систем.

Всего в пределах рассматриваемого побережья расположено пять относительно крупных аккумулятивных форм косы: Беглицкая, Петрушина, Очаковская, Чумбурская, пересыпь Миусского лимана,  (коса Семенова) и ряд более мелких. Почти для всех аккумулятивных форм Таганрогского залива характерны чрезвычайно отмелый подводный береговой склон, небольшие глубины всей акватории, благодаря

Таблица 2

Скорости волнового разрушения берегов Таганрогского залива, м/год (Ивлиев 2010, Ивлиев,2011)

Участок  берега Таганрогского залива

Длина берега, км

Высота берега, м сред.(мин.-мак.)

Скорость абразии, м/год

До 1980

1980-2002

2002-2004

2004-2005

2006-2010

Северный берег залива

68,6

1

Веселовознесенский

2,2

13,4(12-14)

1,6

2

1,7

1,8

2,1

2

Боковский

4

10(7-11)

0,5

1

0,6

1,7

0,7

3

Рожковский

1,8

4,3(3-6)

0,4

0,6

0,2

0,6

0,6

4

Беглицкий

2,6

8,2(8-9)

0,5

0,9

0,6

0,4

1,1

5

Новолакедомоновский

4,4

12,6(8-15)

0,4

0,3

0,5

0,4

0,5

6

Новобессергеновский

5,8

25,9(14-30)

0,3

0,3

0,2

0,01

0,4

7

Петрушенский

14,6

16,2(9-20)

0,4

0,8

0,2

08

0,5

8

Таганрог

15

20(14-26)

1,3

1,2

3,0

0,5

1,5

9

Михайловский

2,4

15,1(10-18)

0,1

0,1

0,1

0,01

0,1

10

Куричий

4,4

12,2(10-15)

0,2

0,5

0,2

0,01

0,2

11

Приморский

6,6

11,2(9-15)

0,1

0,1

0,1

0,01

0,1

12

Мержановский

4,8

8,8(9-9)

0,2

0,2

0,2

0,1

0,2

Южный берег залива

38,2

13

Кругловский

9,8

14(8-17)

0,4

0,6

0,4

0,01

0,2

14

Павло-Очаковский

5,4

14,1(9-15)

1,1

1,5

0,1

0,1

0,5

15

Семибалковский

9,8

23,6(9-30)

0,4

0,6

0,5

1

0,6

16

Маргаритовский

4,6

16,8(10-21)

1,5

1,5

0,4

1,1

1,6

17

Новомаргаритовский

5,8

11,1(9-11)

0,7

0,8

0,4

0,01

0,7

18

Порт-Катоновский

2,8

12(11-15)

0,4

0,5

0,4

0,1

0,4

которым они полностью охватываются волновыми движениями даже при ветрах небольшой силы, а также высокая антропогенная нагрузка, связанная с изъятием песчано-ракушечного материала на пляжах, что приводит к изменению баланса наносов и уменьшение ширины пляжей.

Глава 4. Комплексная геоэкологическая  оценка и районирование береговой зоны Азовского моря (Ростовская область) по степени остроты экологического риска.

Вопросы геоэкологического состояния территорий, находящихся под влиянием антропогенной деятельности и их районирование рассматривались в работах Шеко А. И.(Шеко и др.1971,Шеко,Каякин 1999,  Шеко, Круподёров1994; Осипов,Кутепов, Зверев,1999; Осипов2007,Рагозинин  др.1990, 1997, 2003; Трофимов 2000,Трофимов, Зилинг 2002, Башкин 2007). Масштабное развитие опасных экзогенных процессов представляет собой проблему возрастающей важности в связи с интенсивным заселением и освоением морских побережий, что требует опережающей оценки этого опасного воздействия и принятия первоочередных мер по защите берегов от разрушения.

Для определения приоритетности природоохранных мероприятий актуальна задача ранжирования побережья по степени остроты геоэкологического риска. Для дифференциации побережья по степени риска было выделено четыре интервала, использовалась методика, предложенная при комплексной оценке состояния окружающей среды Ростовской области (Экологический атлас…, 2000). При этом следует полагать, что чем больше интенсивность проявления неблагоприятных процессов и плотность населения в пределах побережья, тем больше степень риска для проживания человека.

Интенсивность проявления неблагоприятных процессов оценивалась согласно показателям оценки состояния эколого-геологических условий (Трофимова В.Т,Зилинга Д.Г.,2002). Произведена оценка экологических условий следующих опасных природных и техноприродных процессов: оврагообразование, уровнь загрязнения пляжей и застроенность территории, необходимость берегозащиты и проявление абразионно-оползневых процессов. Соответствующему классу экологических условий присваивался балл: удовлетворительному-1, условно-удовлетворительному-2,неудовлетворительному-3, катострофическому-4. В соответствии с полученной оценкой построены схемы 1-3( рис 2-4), отражающие прощадное распространение соответствующего класса состояния экологических условий по каждому параметру.

Итоговый балл, отражающий уровень геоэкологического риска

определялся по формуле:  Бр = , где Б1 –оценка состояния побережья по суммарному баллу геоэкологических условий рассмотренных процессов;  Б2 – балльная оценка плотности плотности населения; Бр – балльная оценка уровня геоэкологического риска.

Полученные результаты (табл. 3) позволили  выделить для морского побережья Ростовской области, соответствующие четырем уровням геоэкологического риска территории: экстремально высокому, очень высокому, высокому и среднему.

Экстремально высокий уровень отмечается на территории северного побережья залива это территория города  Таганрога и прилегающая к ней с запада полоса поселений села Петрушино (рис.3). Здесь наибольшая плотность населения в Ростовской области (3663,3 чел/км2,) сочетается с «экстремально высоким» уровнем антропогенной нагрузки, застроенности, загрязнения пляжевой зоны. Эти факторы определяют наиболее высокую степень геоэкологического риска для проживания человека.

Таблица 3

Показатели геоэкологического риска  морского побережья Ростовской области

Уровень риска

Ранг

Суммарный индекс

Территории, отвечающие определенному уровню риска

Плотность населения

Балл интегрального риска

Низкий

1

1

2,5-3,9

Куричий, Кругловский, Семибалковский, Новомаргаритовский

Средний

2

2

4,0-5,4

Боковский,Рожковский, Новолакедомоновский, Приморский, Павло-Очаковский

Высокий

3

3

5,5-6,9

Веселовознесенский, Беглицкий, Новобессергеновский, Михайловский, Мержановский, Маргаритовский, Порт-Катоновский

Очень высокий

4

4

7,0-8,4

Петрушенский, Таганрог

Очень высокий геоэкологической риск отмечается в основном в пределах северного побережья Таганрогского залива, в пределах участков: Веселовознесенский, Беглицкий, Новобессергеновский, Михайловский, Мержановский.

а)

б)

в)

г)

Рис.  2. Районирование морского побережья Ростовской области по состоянию экологических условий: а) проявления абразионно-оползневых процессов; б) по необходимости проведения берегозащитных мероприятий; в)  степень застроенности побережья; г) загрязнение пляжей. Береговые участки: 1. Веселовознесенский,2- Боковский,3- Рожковский,4- Беглицкий,5- Новолакедомоновский,6-Новобессергеновский,7-Петрушенский,8- Таганрог ,9-Михайловский, 10-Куричий,11- Приморский,12- Мержановский,13- Кругловский,14-Павло-Очаковский,15-Семибалковский,16-Маргаритовский, 17-Новомаргаритовский,18- Порт-Катоновский

Очень высокий  уровень геоэкологического риска отмечается на южном побережье в пределах Маргаритовского и  Порт-Катоновского участков. В первую очередь он обусловлен высокой интенсивностью проявления абразионно-оползневых процессов, наличием в катастрофическом состоянии берегозащитых сооружений или их отсутствием при острой необходимости их наличия, а также высокой степенью застроенности территории.

Средний уровень риска характерен для центральных частей залива. В северном секторе залива это участки : Боковский, Рожковский, Новолакедомоновский, Приморский, в южном -  Павло-Очаковский. Эти территории характеризуются преимущественно средней степенью проявления абразионно-оползневых процессов. В пределах этих участков отсутствуют крупные населенные пункты, что обуславливает пониженную застроенность территории, низкую степень загрязнения пляжей.

Рис.3 Районирование  побережья Ростовской области по степени остроты геоэкологического риска (названия участков см.рис.2)

Юго-восточная  часть побережья характеризуется самыми низкими уровнями геоэкологического риска Эта территория отличается самой низкой степенью проявления интенсивности абразионно-оползневых процессов, пониженной застроенностью и протностью населения, минимальным загрязнением пляжевой зоны.

       Таким образом, результаты геоэкологической оценки морского побережья Ростовской области достаточно убедительно указывают на необходимость неотложной разработки и реализации соответствующих берегозащитных мероприятий , направленных на снижение негативного влияния опасных природных и техноприродных процессов. Первоочередные берегозащитные мероприятия должны быть проведены на  девяти  аварийных участках (59 км)  морского побережья Ростовской области: г. Таганрога , с.Весело-Вознесенка, х. Рожок, с. Новозолотовка ,с. Приморка . коса Очаковская ,с. Чумбур-Коса ,с. Новомаргаритово, с. Порт-Катон

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Основные причины деструктивных процессов на побережье Ростовской области имеют природное и техногенное происхождение. К числу причин природного характера следует отнести: изменение климатических условий и связанное с ним усиление циклональной деятельности, увеличение повторяемости западных штормов и нагонов и вызванное этим повышение уровня Таганрогского залива; неблагоприятная геологическая обстановка - широкое распространение легкоразмываемых суглинистых отложений в береговых обрывах, малые мощности песков, дефицит пляжеобразующего материала; разнонаправленный характер неотектонических процессов в береговой зоне; широкое развитие овражно-балочной сети.

2. В число основных техногенных факторов следует отнести : неэффективность и аварийное состояние значительной части существующих берегозащитных сооружений, интенсивное освоение побережья (застроено - более 60% береговой полосы в пределах северного берега, 18% на южном побережье), высокую плотность поселения, достигающую 613 чел/км на северном побережье залива и более 120 чел/км на южном, что в 10 раз превышает средний показатель по области. На побережье находится г. Таганрог и 56 населенных пунктов; высокий процент промышленного производства (15% от областного показателя), сконцентрированного в основном  на северном побережье обусловил высокую степень загрязнения пляжевой зоны (Среднее содержание техногенного материала в пляжевой зоне северного берега составляет 10%; на южном побережье – до 4%.) Землепользование осуществляется без учета природных особенностей береговой зоны (интенсивная  распашка  земель, сведение лесонасаждений, орошаемое земледелие) обуславливают увеличение скорости разрушения берегов (Таганрог, с.Чумбурка).

3. Ухудшение  качества  вод и снижение билогической компоненты в питании пляжей; изъятие песчано-ракушечного материала на пляжах и косах, зарегулирование стока малых рек,  повлекло за собой уменьшение поступления пляжеобразующего материала и уменьшение их ширины. В сравнении с 80-ми  годами двадцатого века ширина пляжей, содержание раковинного материала на пляжах уменьшилось практически вдвое с 30 % в среднем до 15%.Сокращение твердого стока р. Дон по сравнению с условно естественным режимом более чем в 10 раз, обусловило современный размыв морского края дельты Дона до 0,6 м/год.

4. Многолетними исследованиями установлено, что в пределах побережья средние скорости отступания берегов достигают 1,0-1,5 м/год, максимально 4,0-6,0 м/год. В целом по Таганрогскому заливу на берега с сильной активностью абразионных и оползневых процессов приходится около 60,0 км или 28% береговой линии залива,  из них  проявление абразионных процессов отмечается на протяжении 42,0 км, оползневые имеют место на протяжении  18 км

5. В пределах морского побережья Ростовской области выделены районы соответствующие четырем уровням геоэкологического риска -низкому, среднему, высокому и очень высокому. Большая часть побережья (52%), преимущественно северный берег Таганрогского залива, относится к зоне высокого и очень высокого риска, что характеризует крайне неблагоприятные условия проживания человека и в ряде случаев представляет прямую угрозу для жизни. Очень высокий геоэкологической риск отмечается в основном в пределах северного побережья Таганрогского залива, средний уровень риска характерен для центральных частей залива, юго-восточная  часть побережья характеризуется самыми низкими уровнями

-Таким образом, результаты геоэкологической оценки морского побережья Ростовской области достаточно убедительно указывают на необходимость неотложной разработки и реализации соответствующих берегозащитных мероприятий. Первоочередные берегозащитные мероприятия должны быть проведены на  девяти  аварийных участках (59 км)  морского побережья Ростовской области: г. Таганрога ,с. Весело-Вознесенка, х. Рожок, с. Новозолотовка ,с. Приморка  коса Очаковская ,с. Чумбур-Коса ,с. Новомаргаритово, с. Порт-Катон

- Первоочередным объектом берегозащиты на  побережье Росовской области является береговая зона в пределах Таганрога. Ценность разрушаемых здесь городских земель исключительно высока. Применяемые защитные сооружения разнотипны (более 10 типов на 7 км берега) и не отвечают природным условиям района Основным  стратегическим  направлением  защиты  берегов в настоящее время должно быть создание пляжа, обеспечивающего не только защиту берега от абразии, но и дополнительных ресурсов для рекреационных целей. В качестве перспективных способов берегозащиты, с учетом положительного мирового опыта, целесообразно  использование комбинированного способа защиты, сочетающего искусственный пляж с наносоудерживающими сооружениями, а также свободные галечно-песчаные пляжи.

Основные публикации по теме диссертации

       В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Современные береговые процессы Таганрогского залива // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. №5, 2010. С. 107-110. (Соавторы: Беспалова Л.А., Ивлиева О.В.)

2. Межгодовая изменчивость поступления абразионного материала в береговую зону Таганрогского залива Азовского моря// «Естественные и технические науки»,2011, №5 (55) C.235-238

Статьи и тезисы в научных сборниках и трудах конференций:

3. Современная абразия берегов Восточного Приазовья ,Материалы Международной научно-практической конференции «Биосфера и человек», Майкоп, изд-во АГУ, 2003 г.,143-145.

4. Современное состояние береговой зоны Восточного Приазовья // Материалы XXI конференции молодых ученых Мурманского морского биологического института, Мурманск, апрель 2003. – Мурманск: ММБИ КНЦ РАН 2003. С. 150-152. (Соавтор: Сорокина В.В.)

5.Современные процессы абразии берегов Азовского моря. Тез. докл. межд. науч.-практ. конф. «Проблемы литодинамики и экосистем Азовского моря и Керченского пролива» (г. Ростов-на-Дону, 8-9 июня 2004 г.). Ростов-на-Дону: изд-во ООО «ЦВВР», 2004. С. 87-88. (соавторы Сорокина В.В., Бердников С.В)

6. Поступление терригенного материала на акваторию Азовского моря в результате абразии за период 1978-2004 гг.// XVI Международная школа морской геологии «Геология морей и океанов» ,г. Москва, 14-18 ноября 2005 г., Том.II. С. 29-31

7.Скорости абразии на Российском побережье Таганрогского залива Азовского моря, Материалы первой ежегодной научной конференции  студентов и аспирантов  базовых кафедр Южного научного центра РАН, Изд-во ЮНЦ РАН ,2005,с.279-. 280

8.Современное состояние и эффективность берегозащитных сооружений г.Таганрога Материалы У111 Межрегиональных юношеских чтений  им.Вернадского , Тамбов-Вернадовка,2006, с.53-54

9.Современные скорости абразии и состояние берегоукрепительных сооружений Российского побережья Азовского моря. Труды ЮНЦ РАН  т1.Геология,Издательство ЮНЦ РАН с.151-164, 2006 г. (Соавторы: Матишов Д.Г., Ивлиева О.В., Беспалова Л.А., Сорокина В.В.,)

10. Современное состояние комплекса берегозащитных сооружений г.Таганрога. Материалы второй  ежегодной научной конференции  студентов и аспирантов  базовых кафедр Южного научного центра РАН, Изд-во ЮНЦ РАН ,2006,с.58-59

11.Опасные природные процессы побережья Таганрогского залива Материалы третьей  ежегодной научной конференции  студентов и аспирантов  базовых кафедр Южного научного центра РАН, Изд-во ЮНЦ РАН ,2007,с.51-52

12. Опасные природные процессы побережья Таганрогского залива и проблемы берегозащиты (Ростовская область)г. Санкт-Петербург//«Географическое образование и наука в России: история и современное состояние»,2009 г.с.94-99(Соавторы: Ивлиева О.В., Беспалова Л.А.)

13.Современные экзогенные процессы и техногенная нагрузка на побережье Таганрогского залива (Ростовская область) // Экология. Экономика. Информатика. Материалы XXXVII конференции «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования» (7-12 сентября 2009 г.). Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2009. С. 161-165. (Соавторы: Ивлиева О.В., Беспалова Л.А.)

14.Современные береговые процессы побережья Таганрогского залива (РОСТОВСКАЯ ОБЛАСТЬ) // Материалы XXIII международной конференция в честь столетия со дня рождения профессора Всеволода Павловича Зенковича «Учение о развитии морских берегов: вековые традиции и идеи современности. С.142-145, Петербург, 2010.С. (Соавторы: Ивлиева О.В., Беспалова Л.А.)

15. Поступление  абразионного материала в пределах побережья российского сектора Азовского моря  с 1980 по 2010 Cборник трудов «Проблемы геологии, планетологии, геоэкологии и рационального природопользования», Новочеркасск, 2011.С.109-113

16 Морфодинамические процессы в береговой зоне дамбы - косы Тузла в Керченском проливе Материалы 2-ой Международной конференции« Создание и использование искусственных земельных участков на берегах и акватории водоёмов»г. Новосибирск, 1-5 августа 2011, С. (Соавторы: Ивлиева О.В., Беспалова Л.А.)

17. Проблемы  сохранения и устойчивого развития береговой полосы Таганрогского залива Азовского моря  Materiay VII Midzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji«Perspektywiczne opracowania s nauk i technikami - 2011»Volume 46. Geografia i geologia.: Przemyl. Nauka i studia - 72 str.Материалы Международной 7 научно-практической конференции «Перспективные разработки науки и техники», Изд-во Наука и образование, Польша,2011, с 47-49






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.