Гидрометеорологический режим прибрежной зоны моря

3.1. Гидрометеорологический режим прибрежной зоны моря.

Динами береговой зоны моря, его прибрежной акватории и режим распространения, изменения во времени и пространстве загрязняющих примесей в морских водах и пляжной зоне определяется во многом природными факторами. К ним в первую очередь относятся – гидрометеорологический режим прибрежной зоны моря, в т.ч.: уровень воды, ветер и волнение, температура и соленость воды.

Для написания этой главы были использованы материалы натурных многолетних наблюдений за перечисленными выше элементами гидрометеорологического режима, выполненных на гидропосту Сочинского центра по гидрометеорологическим и мониторинговым природной среды Черного и Азовского морей и опубликованные данные в специальной литературе.

Уровенный режим.

Черного моря относится к числу бес приливных морей, по этому изменения его уровня определяются составляющими водного баланса и тектоническими колебаниями земной коры. Внутри годовой ход уровня моря зависит, прежде всего, от гидрометеорологических факторов (сток рек, атмосферные осадки, испарение с поверхности моря и д.р.), которые изменяются по сезонам, имеют периодический характер и повторяются из года в год вызывая его периодические колебания. Они имеют следующий режим: в октябре – ноябре средние отметки уровня моря имеют наименьшие значения, начиная с декабря, они начинают повышаться, достигая наивысших значений в июне – июле месяце, после чего начинается его спад.

В период интенсивных штормов формируются егонно-нагонные явления, повышающие или понижающие отметки уровня моря. Такие колебания имеют не периодический характер. В качестве исходных данных для характеристики уровня моря были использованы средние, наивысшие и наименьшие за год его отметки. Значения этих отметок за многолетний период приведены в таблице №1.

Таблица №1

Средине, максимальные и минимальные отметки уровня моря из средних, наивысших и наинизших годовых отметок за многолетний период.

Анализ этих данных показал, что за многолетний период амплитуда колебания уровня моря достигла 107 см (между максимально и минимальной отметкой), амплитуда колебания средне многолетних отметок достигла 59 см.

Ветровой режим.

Ветровой режим – определяет интенсивность и повторяемость штормового волнения, формирования течений в прибрежной акватории моря. Последние вместе с течениями волнового генезиса определяют скорость и направление распространения загрязняющих примесей.

Анализ ветрового режима выполнен по данным наблюдений за период 1972 – 1992 гг. Такие данные обобщены в виде таблице «Повторяемость градаций скорости ветра по направлениям» (таблица 1.2.)

Таблица №1.2.

Повторяемость (в %) градаций скорости ветра по направлениям.

Из таблицы видно, что волноопасные направления ветра (ЮВ, Ю, ЮЗ и З) в сумме, в среднем за год составляют 39,80%. Максимальные скорости ветра (до 22 м/с) наблюдались при ЮВ ветре, но их повторяемость за многолетний период мала (0,003%). Вероятно, это отголоски Новороссийского ветра «Бора». Ветры Южного и Западного рулебов дают чаще в осенне-зимний период. Ветры со скоростью более 10м/с имеют суммарную повторяемость 0,48% и являются волноопасными, т.е. формирующие волнения в сторону Сочинского побережья.

Волновой режим.

Волновой режим является одним из основных факторов, определяющим динамику прибрежной зоны моря и режим распределения примесей по прибрежной акватории моря и надводной части пляжа. Под действием вдоль береговых и поперечных течений, формируемых волнением, осуществляется перемещение и перераспределение пляжеобразующих наносов, размыв и аккумуляция наносов на пляжах.

Измерение элементов волн происходило на глубине около пяти метров. Повторяемость градаций высот волн за период 1991 – 1999 гг. приведена в таблице №1.3.

Таблица 1.3.

Повторяемость градаций высот волн (в %) по направлениям.

Анализ данных таблицы 1.3 показал, что в период наблюдений преобладало волнение ЮЗ направления, на втором месте – Ю направление. Максимальные высоты волн – до 4,5 метра имели место при ЮЗ направлении.

На Сочинском побережье преобладает зыбь.

Период волн может достигать 13,0 – 13,9 с, а длинны волн – 110-119 м. Наибольшую повторяемость имеют периоды, равные 4,0-4,9 с, длинны волны – 20-29м.

Соленость Воды.

Режим солености воды определяет, режим биологической жизни в прибрежной зоны моря. Биологическое сообщество в морской воде зависит от определенной величины ее солености. По этому постоянный контроль за соленостью воды имеет большое значение. Наблюдения за соленостью воды осуществляются в ………… Результаты многолетних наблюдений приведены в таблице № 1.4.

Таблица 1.4.

Среднемесячная величина солености воды в %.

Как видно из таблицы № 1.4. средняя величина солености меняется от 16% в мае месяце до 16,92% в ноябре, средняя величина солености за год равна 16,63%. Наибольшая за месяц равна 18,03% в августе месяце, наименьшая 14,89% в июле месяце.

Температура воды.

Температурный режим морской воды в прибрежной зоне моря так же, как и соленость воды определяет режим биологического сообщества. Температура морской воды в пределах Сочи имеет положительные значения. Данные многолетних наблюдений о среднемесячных значениях температуры воды приведены в таблице № 1.5.

Таблица № 1.5.

Среднемесячные величины температуры воды ( ⁰С)

Анализ данных показал, что в течении года средняя температура воды составляет 16 градусов Цельсия. Средняя за месяц величина за месяц температуры воды изменяется от 8,6 градусов Цельсия в феврале до 24,8 градуса Цельсия в августе месяце. Наибольшая температура наблюдалась в августе месяце 26,9 градуса Цельсия, наименьшая в феврале 6,4 градуса Цельсия.

 

Глава 4. Пути модернизации и повышения эффективности работы берегозащитных сооружений.

 

Искусственные мысы

Искусственные мысы предназначаются как для вос­становления, расширения и стабилизации естественных пля­жей при наличии насыщенного вдольберегового потока нано­сов, так и при создании искусственных пляжей между мысами за счет пляжеобразующего материала, доставляемого на за­щищаемый участок побережья извне. Наиболее эффективно их применение на прямолинейных участках морских побере­жий с песчаными наносами. Поверхность искусственных мы­сов является также дополнительной площадью для целей рек­реации, что является важным преимуществом в связи с посто­янным сокращением свободных площадей в курортных зонах и ростом стоимости земли в их пределах.

Рекомендуемый вариант искусственных мысов имеет в плане форму трапеции. Тыльной (береговой) гранью длиной 125-135 м они примыкают к береговому уступу или имеющемуся продольному берегоукрепительному соору­жению. Морская (передняя) грань длиной 45-50 м удалена от берегового уступа или берегоукрепительного сооружения на 40 - 45 м. Боковые грани мыса имеют длину 55-60 м и примыка­ют к береговой грани под углом 45°.

Ядро мыса отсыпается из любых местных инертных материалов с обязательным устройством за тыльной гранью окаймляющей мыс проницаемой конструкции дренажной от­сыпки из бутового камня и щебня.

Поверхность мыса (площадью более 4 тыс. м²) отсыпается из песка. Отмет­ка поверхности мыса определяется как сумма величины вет-ровплнового нагона и высоты наката расчетных волн (1% обеспеченности в системе и 4% в режиме, т. е. возможных 1 раз в 25 лет) над отметкой уровня моря 50% обеспеченности из средних за год. Обязательным условием при выборе отмет­ки поверхности искусственного мыса является ее незатопляе­мость расчетными волнами.

Боковые и передняя грани мысов окаймляются сбор­ной проницаемой откосно-ступенчатой конструкцией, кото­рая способствует более интенсивному волногашению и сохра-нрнию пляжей.

Расстояние между осями мысов в первом приближе­нии составляет 200-215 м, т.е. на 1 пог км берега устраивается до 5 искусственных мысов.

Между мысами при отсутствии естественного вдоль-берегового потока наносов или малой его мощности для фор­мирования пляжа требуемой ширины отсыпается искусствен­ный песчаный или песчано-гравийный пляж, по фракцион­ному составу соответствующий естественному песчаному ма­териалу на защищаемом участке побережья или крупнее. Пляжеобразующий материал отсыпается с учетом емкости вдольбереговых потоков наносов при расчетном волнении, и объем его должен быть достаточным для формирования пляжа шириной не менее 30-35 м.

Искусственное пополнение пляжей между мысами (перио­дичность и объемы) рассчитываются по мощности вдольбере-

Примечания. 1. Мысообразные площадки окаймляются откосно-ступенчатой проницаемой конструкцией на свайном основании (см. рисунок 8.2).

2. По задней грани конструкции производится дренажная отсыпка; остальная площадь «мысов» заполняетсяпесчаным грунтом; верх площадки выводится на отметку 2.2 м.

3. В пазухи между «мысами» отсыпается по 10 тыс. м³ песчаного грунта, из которого образуется стабилизированный пляж, ширина надводной части которого составит около 2S м.

Рисунок 6 - Расположение мысообразных площадок на участке берега (М 1:1000)

Примечание. Количество секций указано для одной мысообразной площадки, которая огра­ждается 20 боковыми и 8 передними секциями, длина каждой секции принята равной 6,0 м

Рисунок 7 - Поперечный разрез по оси мысообразной площадки (М 1:200)

говых потоков наносов. При этом используются данные со­вмещенных промеров в пределах защищаемого участка побе­режья с помощью системы искусственных мысов и пляжей между ними, которые позволяют определить объемы и места размыва надводной и подводной частей пляжа.

Выбор оптимальных геометрических размеров искус­ственных мысов и пляжей между ними, размещение их и ко­личество на защищаемом участке побережья определяется в каждом конкретном случае гидро- и литодинамическим ре­жимом, геолого-геоморфологическими характеристиками прибрежной зоны моря защищаемого участка побережья. При этом рекомендуется проведение гидравлического моделирова­ния.

Создание галечно-гравийных пляжей на песчаных основаниях

Восстановление размытых песчаных пляжей, а также их стабилизация на участках размыва требует отсыпки боль­ших объемов песчаного материала, что обуславливает высокую стоимость берегозащиты и порождает сложные проблемы эко­логического плана, поскольку при выполнении таких работ засыпаются песком значительные площади прибрежного дна. Это может вызвать временные нарушения природного равно­весия и 'негативные последствия для рыбного хозяйства.

Высокая подвижность песка в штормовой период приводит также к значительным эксплуатационным затратам после за­вершения строительства.

В ряде случаев оказывается целесообразным использо­вание в качестве пляжеобразующего материала для восстанов­ления песчаных пляжей галечно-гравийной смеси, что позво­ляет в несколько раз сократить объем отсыпаемого материала и стоимость берегозащитных мероприятий при сохранении равной волногасящей способности пляжа.

Вследствие большей устойчивости гравийно-галечного пляжа существенно сокращаются затраты на поддержание его в стабильном состоянии.

Расчет профиля искусственного гравийно-галечного пляжа, его размеров, объемов первоначальной отсыпки, по­терь и периодичность и объемы эксплуатационных пополне­ний выполняется согласно положениям раздела 7.3 настоя­щего Свода правил. ,

Песчаные пляжи в комплексе с волногасящими сооружениями сквозной конструкции.

Создание песчаных пляжей в комплексе с волногася­щими сооружениями сквозной конструкции с волногасящей камерой реализует оптимальное перераспределение концен­трации энергии прямых и отраженных волн составляющими элементами волногасящего сооружения с уменьшением вдоль-берегового и поперечного транспорта наносов. Такие соору­жения как бы заменяют собой большую часть песка в объеме создаваемого пляжа (до 0,8 его объема). Кроме того, эти конструкции могут быть использованы для строи­тельства набережной.

Способ реализуется волногасящим сооружением, со­стоящим из вертикального или откосно-ступенчатого экранов сквозной конструкции с морской стороны и волногасящей камеры между ним и берегом или волноотбойной стеной. На­личие такого волногасящего сооружения резко снижает ин-

тенсивность размыва прислоненного к нему искусственного или естественного пляжа, повышает его устойчивость, умень­шает потребность в периодических подпитках его пляжеобра-зующим материалом. ,

Глава 5. ТРЕБОВАНИЯ ПО ОХРАНЕ ПРИРОДЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И РЕАЛИЗАЦИИ БЕРЕГОЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

Генсхемы и проекты берегозащитных мероприятий должны в обязательном порядке иметь раздел «Оценка воз­действия на окружающую среду (ОВОС)» инженерных меро­приятий по берегозащите, выполненный согласно требовани­ям Положения /25, 26/. Документация по ОВОС должна со­держать:

цели реализации разрабатываемых генсхем или проектов по берегозащите ;

разумные альтернативы вариантов разрабатываемых берего­защитных мероприятий;

учет существующей экологической ситуации и состояние окружающей среды в пределах защищаемого участка побере­жья и соседних с ним;

возможные социально-экономические и экологические по­следствия при реализации проектируемых берегозащитных мероприятий и их альтернатив;

мероприятия по предотвращению неприемлемых для обще­ства последствий;

предложения по мониторингу окружающей среды в преде­лах защищаемого участка морского побережья и соседних с ним.

Техническая политика в области защиты морских бе­регов должна проводиться на основе следующего принципа: морское побережье является общественным достоянием, от­крытым для всех, поэтому сохранение его природы должно быть общегосударственным делом.

В генеральных схемах берегозащитных мероприятий должна быть предусмотрена вдоль берега зона общего пользо­вания шириной не менее 50 м. В уже застроенных зонах должно быть введено право прохода на пляжи и прогулок по берегам.

Прибрежные дороги должны прокладываться на таком рас­стоянии от зоны отдыха, чтобы на нее не проникал шум и загрязнение воздуха.

С точки зрения архитектурно-ландшафтного проекти­рования следует руководствоваться основными принципами:

из всех систем берегозащиты, при прочих равных условиях, лучшей является свободный пляж;

отдавать предпочтение сооружениям, верх которых распо­ложен ниже уровня моря и в то же время неопасным для ку­пания;

в плановом расположении отдавать предпочтение сооруже­ниям, расположенным вдоль берега и не заслоняющим вид на море;

отдавать предпочтение сооружениям, занимающим мини­мальный процент площади береговой полосы, или сооруже­ниям, увеличивающим площади, которые можно использовать в рекреационных целях.

При составлении генеральных схем берегозащитных мероприятий целесообразно рассматривать вопрос об объяв­лении статуса заповедника или памятника природы для уни­кальных бухт, участков побережья с широкими естественными пляжами, других береговых форм в зонах с живописными ландшафтами .

При создании искусственных пляжей под защитой под­водных волноломов на побережьях, используемых как зоны отдыха, следует отдавать предпочтение волноломам распла-

станного профиля каменно-набросной конструкции. Этот тип волнолома обеспечивает лучший водообмен в заволноломном пространстве и благоприятные условия для развития живых морских организмов.

В целях предотвращения загрязнения пляжей ливневы­ми водами сброс их рекомендуется выводить за пределы пля­жей с помощью глубоководных выпусков. Запрещается сброс в прибрежную акваторию моря неочищенных промстоков, фекальных и других бытовых вод и отходов.

Используемый для создания искусственного галечного пляжа карьерный материал должен содержать не более 35% частиц отмываемых фракций диаметром менее 1-2 мм и не более 5% неперекатываемых волнами крупногабаритных включений. Этот материал должен обладать высокой степенью устойчивости к истиранию, что повысит устойчивость пляжа и сведет до минимума механическое загрязнение прибрежных вод.

При выполнении строительных берегоукрепительных работ должно быть исключено загрязнение пляжей и приле­гающих к ним территорий некондиционными грунтами, строительным мусором, отходами горюче-смазочных материа­лов и т. д.

При организации эксплуатации пляжей предусматри­вать для их пополнения, очистки, вывоза мусора, планировки поверхности и других видов работ специальные технологиче­ские дороги, которые включают наряду с самими пляжами в первую зону санитарного режима.

Необходимо во всех случаях обеспечить заполнение вновь построенных и эксплуатируемых межбунных отсеков и заволноломных пространств пляжеобразующим материалом на проектную мощность (объем).

Во избежание развития в примыкающей к пляжу и другим берегозащитным сооружениям приморской береговой полосе абразионных процессов необходимо сохранять в ней естественный дерновой покров, деревья и кустарники.

Искусственные пляжи не следует создавать в устьях небольших рек и ручьев во избежание подпора или закупорки последних. Там, где это требование невыполнимо, в проекте берегозащиты должны быть предусмотрены меры по обеспе­чению непрерывного пропуска воды в море.

Регулирование русел рек в приустьевых участках сле­дует организовывать на длине не менее троекратной ширины русла с целью обеспечения беспрепятственного пропуска твердого стока.

При образовании искусственных свободных песчаных пляжей или намывных приморских территорий методом гид­ромеханизации необходимо выполнять требования ВСН 486-86 «Обеспечение охраны водной среды при производстве ра­бот гидромеханизированным способом* /27/.

Для сохранения рыбопродуктивности прибрежной зо­ны моря критерием безвредности является допустимая рыбо-хозяйственными нормами концентрация взвеси и других за­грязняющих веществ согласно действующим нормативным документам.

В условиях использования при гидромеханизации и дночерпании донных отложений во избежание нарушения их структуры, уничтожения зообентоса, икринок и личинок рыб следует избегать производства работ на больших площадях. В противном случае восстановление биопродуктивности при­брежной зоны моря займет длительный промежуток времени.

Карьерный материал для создания искусственных пляжей и их периодических эксплуатационных пополнений не должен содержать вредных химических и токсических ве­ществ, а также загрязняющих механических примесей.

Выводы и рекомендации

На основе проделанной работы можно сделать вывод в полнейшей непригодности большинства берегозащитных сооружений, из этого следует, что город в лице контролирующих органов должен обратить свое внимание на создавшуюся ситуацию и проявил должное внимание на эту проблему.

Одним из главных направлений выхода из этой ситуации является выделения финансовых средств на ремонт и модернизацию существующих берегозащитных сооружений, а также вкладывание средств в строительство новых сооружений по самым последним технологиям, разработанными как в нашей стране так и зарубежом.

Список литературы.

1.            Каталог наблюдений над уровнем Черного и Азовского морей. СОГОИН, Севастополь, 1990 г.

2.            Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том IV. Черное море Выпуск 1. Гидрометеорологические условия. Санкт-Петербург, ГидрометеоИздат, 1991 г.

3.            Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Том IV. Черное море – Л.: ГидрометеоИздат, 1986 г.

4.            Отчет о состоянии моря и прибрежной полосы г. Туапсе – Адлерский район. TASIS 1999 год.

5.            Проектирование морских берегозащитных сооружений СП 32 – 103 –97, корпорация «Трансстрой», М. 1998г.