• Сегодня: Понедельник, Июнь 26, 2017

О проявлении опасных геологических процессов в береговой зоне Финского залива и водотоков Санкт-Петербурга

Разрушение берега и берегозащитных сооружений, п. Репино

Авторы:

Иван Серебрицкий
Кандидат геолого-минералогических наук, заместитель председателя Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга

Ирина Силина
Начальник сектора рационального использования и охраны недр Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга


Аннотация

В последние годы значительное ухудшилось состояние береговой зоны Финского залива. Усиление деструктивных процессов в акватории Санкт-Петербруга связано с глобальным потеплением, возросшей техногенной нагрузкой, произвольными берегозащитными мероприятиями. Остановить опасные эндогенные и экзогенные геологические процессы призван комплекс мер, представленный в «Концепции по берегозащите восточной части Финского залива и водных объектов Санкт-Петербурга».


Санкт-Петербург называют Северной Венецией не случайно: на территории крупнейшего населенного пункта на северо-западе Российской Федерации расположено 385 водотоков (реки, ручьи и каналы) и 632 водоема (озера, пруды, обводненные карьеры, водохранилища). При общей площади города свыше 1400 км2 протяженность берега Невской губы Финского залива Балтийского моря в его границах составляет 150 км. Подобное гидрологическое «богатство» приносит его обладателям как радость, так и серьезные проблемы. Море собирает свою дань, регулярно напоминая о себе наводнениями и год за годом размывая побережье.

В последние годы специалистами многих организаций (ОАО «ЛЕНМОРНИИПРОЕКТ», ФГУП «ВСЕГЕИ», ФГУП «ВНИИКАМ», ЛОГОИН, ВНИИГ, МГУ и др.) неоднократно отмечалось значительное ухудшение состояния береговой зоны Финского залива. Результаты научно-исследовательских, опытно-методических, геологических и инженерно-геологических работ прошлых лет показали негативную и необратимую динамику изменения состояния береговой зоны. Прежде всего — усиление деструктивных процессов, что связано со следующими явлениями:

  1. Глобальным потеплением, обусловившим увеличение частоты штормовых периодов, изменение уровня моря и ледовитости, что резко усилило воздействие на береговую зону. Только прогнозируемый подъем уровня моря увеличит это воздействие в несколько раз.
  2. Возрастающей техногенной нагрузкой (разработка подводных карьеров, изъятие песка на строительные нужды), что существенно нарушает естественный баланс наносов, вызывая его дефицит в береговой полосе, а зачастую приводит к полной замене состава пляжей на моренные и валунные бенчи.
  3. Произвольными берегозащитными мероприятиями, которые проектируются и проводятся без учета общей береговой ситуации. Решая локальную задачу, эти сооружения зачастую резко ухудшают обстановку в береговой зоне.

Перечисленные факторы в сочетании с неблагоприятной геологической обстановкой (широкое развитие суглинистых моренных отложений, малые мощности песков, преобладающие дифференцированные тектонические движения) предопределили дестабилизацию ситуации в береговой зоне и по берегам водотоков города.

Исследованиями предыдущих лет установлено, что в береговой зоне Санкт-Петербурга проявляется целая группа различных по периодичности, интенсивности и направленности геологических опасных процессов. Без выявления, оценки, контроля и прогноза геологических опасностей невозможно решение задач охраны прибрежных территорий и разработка эффективных мер берегозащиты.

По своему происхождению геологические опасности береговой зоны города подразделяются на эндогенные (глубинные) и экзогенные (поверхностные) геологические процессы и явления.

Каждая из этих групп в той или иной мере зависит от климатических и гидрометеорологических явлений, обусловливающих наводнения, ветровые сгоны и нагоны, ледовитость акваторий, колебания объема стока вод из Ладожского озера, барьерные процессы на границах берег–акватория, вода–дно, река–море и т. д.

Устойчивость береговой зоны к размыву, наличие осадочного материала для накопления и переноса связаны с генетическими типами и вещественным составом комплекса четвертичных отложений, формирующих верхние слои геологического разреза и поверхность береговой зоны. Характер развития таких геологических опасностей, как абразия (размыв), заносимость, склоновые процессы, эрозия, резко различается на площадях развития морены, ленточных глин, песков или торфяников.

В наиболее явном виде опасные экзогенные (поверхностные) геологические процессы проявляются в виде интенсивного лито- и морфогенеза. Береговая зона Санкт-Петербурга изобилует размывными (абразионными) нарушениями в виде уступов, бенчей, ложбин, оползней, осовов. Часть этих процессов и явлений непосредственно угрожает сохранности пляжей, гидротехнических сооружений, коммуникаций, селитебной зоны, растительного и животного мира. В свою очередь, накопительные (аккумулятивные) процессы и явления также несут в себе геологическую опасность в случае, если начинается нежелательное (аномальное) нарастание берега, обмеление (заносимость) подводного берегового склона, русел или фарватеров. Потенциальный ущерб от вышеуказанных негативных процессов в пределах Санкт-Петербурга оценивается в 154,5 млрд руб.

В результате десятилетнего мониторинга экзогенных геологических процессов установлено, что основные проблемы береговой зоны восточной части Финского залива связаны с происходящими здесь экзогенными геологическими процессами и интенсивным техногенезом. Целый ряд нарушений в береговой зоне приводит к ее деградации с безвозвратной потерей особо ценных прибрежных территорий, дестабилизирует инженерно-геологические условия прилегающих территорий.

Размыв берегов Финского залива активизируется при сочетании нескольких климатических факторов: штормов западных направлений (ветер более 19 м/с), значительного повышения уровня моря (более 200 см), отсутствия ледового покрова.

За десять лет было зафиксировано 3 периода активизации абразии на городском побережье Финского залива, связанных с совпадением штормов, наводнений и высоких осенне-зимних температур, которые не дали установиться ледовому покрову на акватории залива: в конце 2006 – начале 2007 г., в конце 2011 – начале 2012 г. и в конце 2013 г.

Развитие абразионного процесса
Развитие абразионного процесса, пос. Солнечное

В результате трех пиков развития абразии значительно сократилась ширина пляжей (до нескольких метров за каждый период активизации), а береговой уступ отступил в некоторых местах более чем на 12–15 м (суммарно за три раза). Был нанесен ущерб прибрежной инфраструктуре города. Больше всего пострадали такие населенные пункты, как г. Зеленогорск, пос. Комарово, пос. Репино, г. Петергоф, пос. Серово, пос. Смолячково, г. Сестрорецк, г. Ломоносов.

Для определения динамики разрушения побережья был проведен сравнительный ретроспективный анализ аэрофотоснимков. Так, например, в районе кардиологического санатория «Черная речка» максимальное отступание берега с 1990 года составило 25 м, пляжи сократились вдвое. Максимальный размыв пляжа в пос. Серово–Ушково за тот же период составил 23 м. В пределах песчаного пляжа в пос. Комарово размыв составил 39 м. В районе пос. Репино отступание берегов достигает 3 м/год.

Следует также учесть, что ввод в строй в 2011 г. Комплекса защитных сооружений (КЗС), защищающих внутреннее побережье Санкт-Петербурга от размыва во время наводнений, значительно увеличил подъем уровня воды в открытой части залива (выше 3 м), что повлекло за собой более интенсивное разрушение северного и южного берегов к западу от дамбы в конце 2011– начале 2012 г. и в конце 2013 г.

Пораженность берегов залива негативными процессами достигает (минимально) 25,16 %, максимально может достигать 72 %.

При условии дальнейшего повторения теплых зим (отсутствие ледового покрова при прохождении активных западных циклонов) можно уверенно прогнозировать активизацию процессов переработки берегов при закрытии створов дамбы во время наводнений. За последние 30 лет в Финском заливе наводнений стало намного больше, и случаются они чаще зимой, чем осенью. Введение в эксплуатацию дамбы защищает от наводнений только часть города.

К сожалению, существующая система берегозащиты морально устарела и является малоэффективной. Современный мировой и отечественный опыт берегозащитных мероприятий позволяет с уверенностью сказать, что процессы разрушения берегов могут контролироваться человеком посредством своевременно принятых управленческих и инженерных решений. Наиболее эффективной технологией является создание искусственных пляжей в комплексе с пляжеудерживающими сооружениями. Особое внимание должно быть обращено на ориентировку берегозащитных сооружений на подводном береговом склоне для согласования их направления с особенностями поперечного и вдольберегового потока наносов.

Чтобы система берегозащиты работала эффективно, она должна быть комплексной для береговых зон рек и побережья Финского залива.

Для решения указанной проблемы в Санкт-Петербурге разработан проект Концепции по берегозащите восточной части Финского залива и водных объектов Санкт-Петербурга.

Речная и склоновая эрозии
Речная и склоновая эрозии, разрушение берегоукреплений, р. Нева (Кронверкский пролив)

Комплекс мероприятий, направленный на восстановление и стабилизацию береговой зоны, должен включать в себя:

  • Создание эколого-геологической и инженерно-геологической основ берегозащиты (Генеральной схемы берегозащиты), в настоящее время эта работа уже проводится для северного побережья Невской губы.
  • Проведение проектно-изыскательских работ на аварийных участках и на участках перспективного развития. Утвержденная Генеральная схема берегозащиты послужит основой для формирования комплексной и взаимоувязанной документации для проектирования, разработки проекта берегозащиты и сметного расчета стоимости строительства.
  • Строительно-монтажные работы по созданию берегозащитных сооружений.
  • Мониторинг состояния геологической среды прибрежных районов для оценки эффективности работы берегозащитных сооружений.
Иван Серебрицкий

Кандидат геолого-минералогических наук
Заместитель председателя Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга