Введение.
Под геоэкологическими опасностями (ГЭО) мы понимаем опасные состояния и процессы в геологической среде, способные причинять ущерб человеку и биоте.
Изучаемая территория включает часть южного склона Горного Крыма от Главной гряды Крымских гор до береговой линии, от г. Балаклава на западе до г. Алушта на востоке. Являясь зоной альпийского орогенеза, эта территория характеризуется сложной тектоникой и неотектоническими движениями [3], предельно высокой сейсмичностью (до 8 баллов по шкале МСК-64) [5], разнообразием геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий, значительными уклонами и изрезанностью рельефа.
Береговая территория и акватория, прилегающие к береговой линии (зона сопряжения суши и моря), представляют собой область интенсивного взаимодействия, изменчивости и экстремальных значений геофизических полей и их градиентов.
В Таблице 1 приведены геоэкологические опасности, характерные для рассматриваемой территории.
Таблица 1
Характерные геоэкологические опасности береговой зоны Горного Крыма
Типы процессов |
Геоэкологические опасности |
| Эндогенные: | Землетрясения, тектонические подвижки, трещины, обвалы, лавины, перемещение горных массивов |
| Экзогенные: | |
Гравитационные |
Обвалы, осыпи |
| Водно-гравитационные | Оползни, сели, оплывины; |
Водно-динамические: |
|
— подземные |
Карст, подтопление |
— поверхностные |
Эрозия, суффозия, провалы |
— морские |
Рост уровня моря, абразия, размыв пляжей и бенча, мутьевое загрязнение прибрежных вод |
— речные |
Склоновая эрозия, сели, аккумуляция наносов, формирование конусов выноса |
| Атмосферные (эоловые) | Выветривание, обвалы, осыпи, солевая коррозия, пылевая и спреевая эрозия |
|
Антропогенные: |
|
| Наземные | Активизация оползней, эрозии, абразии, селевой опасности при подрезке и террасировании склонов, вырубке лесов, лесных пожарах, нарушении естественного дренажа склонов при возведении подпорных стен и сооружений, застройке тальвегов и долин рек |
| Водные | Подтопление, загрязнение поверхностных и подземных вод |
| Морские | Сброс сточных вод, вынос твердого стока, заиление дна, загрязнение прибрежных вод |
Геоэкологическое равновесие береговой зоны под действием неблагоприятных естественных и антропогенных факторов может быть нарушено, что приводит к увеличению рисков и проявлениям ГЭО – землетрясений, оползней, обвалов, селей, абразии, подтопления, загрязнения поверхностных, подземных и морских вод. Важной задачей для их предотвращения и минимизации возможного ущерба для человека и биоты является исследование наиболее характерных факторов ГЭО данной территории.
В работе [7] рассматривались инженерно-геологические опасности исследуемой территории. В настоящей работе они рассматриваются как ГЭО, поскольку представляют угрозу не только для инженерных сооружений и инфраструктуры, но и в целом для человека и биоты.
Естественные факторы ГЭО береговой зоны можно разделить на три группы – геологические, морские и атмосферные (климатические), в соответствии с тремя взаимодействующими средами: геологическая среда, море, атмосфера.
Естественные факторы ГЭО
Геологические факторы: 1) тектоника и сейсмичность; 2) геолого-геоморфологические условия; 3) гидрогеологические условия.
Тектоника и сейсмичность. Влияние тектонической структуры на геоэкологические условия усиливается характером новейших тектонических движений в пределах Горного Крыма [3]. Субмеридиональные разломные зоны являются глубинной основой овражно-балочной сети и оползнево-селевых бассейнов.
Формирование геодинамических напряжений на границе тектонических структур Крымского мегантиклинория и глубоководной впадины Черного моря обусловливает высокую сейсмичность региона, которая оценивается магнитудой в 8 баллов по шкале МSK-64 [5]. Незначительные землетрясения (до 4 баллов) не представляют непосредственной угрозы инженерным объектам. Однако они являются «спусковым механизмом» оползней, селей и обвалов в случаях, когда предшествовавшие процессы эрозии, выветривания, или переувлажнения привели к критическому снижению устойчивости массивов пород.
Геолого-геоморфологические условия. В пределах исследуемой территории Южнобережного района Главная гряда Крымских гор, сложенная массивными верхнеюрскими известняками, дугообразно отступает от береговой линии, уступая место комплексу пород таврической серии: аргиллитам, алевролитам, сидеритам, песчаникам и глинам. Эти коренные породы часто перекрываются разнородными по составу элювиально-делювиальными и оползневыми отложениями, которые часто формируют большие массивы древних известняковых наносов (Понизовский, Кацивельский, и др.) c вмонтированными в песчано-глинистые породы обломками верхнеюрского известняка — от дресвы и щебня до крупных блоков (10 м и более). Такие блоки являются важным фактором оползневой устойчивости геологической среды, а их нагромождение на отдельных участках береговой линии – устойчивости к абразии.
В пределах Южного берега Крыма в наибольшей степени развиты оползни, сели и абразия. Местами между Главной грядой и береговой линией располагаются известняковые массивы-отторженцы – Исар, Кошка, Могаби, Парагильмен и др., которые устойчивы в отношении оползней и селей, однако опасны в отношении обвалов и осыпей. Характерны также древние вулканические массивы юрского времени, представленные интрузивными (Верблюд, Аю-Даг, Кастель) и эффузивными (Кастропольская, Лименская вулканические группы) породами [2]. Вулканические массивы стабильны, однако они окаймляются тектоническими разломными зонами, и в местах их контакта с пластичными породами таврической серии и более поздних аллювиально-делювиальных и оползневых отложений вероятность проявлений ГЭО, в частности, оползней возрастает.
По данным Ялтинской Инженерно-геологической партии на Южном берегу Крыма насчитывается до 800 оползней.
Гидрогеологические условия исследуемой территории сложны и до настоящего времени исследованы недостаточно. Подземные воды, особенно их приповерхностная часть, имеют ключевое влияние на развитие оползней и селей.
С гидрогеологической точки зрения, основной особенностью исследуемого района является наличие карстовых водосборов – плато яйл (площадь около 250 км2). Разгрузка карстовых вод происходит по трещинно-карстовым зонам в западном, северном и южном направлениях.
В пределах южных склонов разгрузка подземных вод имеет струйный характер и происходит в основном по относительно проницаемым зонам древних известняковых наносов, субмеридиональным тектоническим разломам на границах вулканогенных массивов и зонам выветривания аргиллито-песчаниковых пород таврической серии. По пути к морю часть подземных вод выходит на дневную поверхность в виде многочисленных родников с дебитами до 8-10 л/с.
Отметим, что разгрузка подземных вод карстового формирования и соответствующие зоны быстрого транзита являются позитивным фактором, препятствующим развитию ГЭО береговой зоны. Они залегают на относительно большой глубине (50 и более) и являются контурами дренажа территории.
Наиболее активные оползни и сели связаны с грунтовыми водами менее глубокого залегания в песчано-глинистых и суглинистых оползневых отложениях и породах таврической серии.
Морские факторы. К морским факторам ГЭО абразия и режим переноса донных наносов, которые связаны с прибоем, режимом прибрежных течений, сгонно-нагонными явлениями, а также с изменением уровня моря.
В результате аккумуляции и переработки обломочного материала в прибрежной зоне процесс абразии со временем естественным образом затухает, завершаясь формированием пляжей, валунных, или глыбово-скальных (при обвальной абразии) аккумулятивных берегов.
Режим переноса донных отложений в прибрежной зоне определяется характером прибрежной динамики вод, которая, в свою очередь, зависит от направления и силы господствующих ветров, рельефа дна, формы береговой линии.
Под действием сезонной смены сгонно-нагонных ветров происходит естественный кругооборот гальки и песка пляжей, который может нарушаться под действием аномальных штормов или антропогенных факторов. Для условий Южного берега Крыма [6] наибольший вынос песчано-галечного материала из зоны пляжей происходит при штормовых нагонных (восточных) ветрах. В результате может произойти разрушение пляжа и бенча, и возобновиться абразионный размыв берегового склона. Противоположная картина имеет место при сгонных (западных) ветрах, в результате которых происходит обратный вынос донных наносов на берег и восстановление пляжей.
Средний рост уровня Черного моря на всем протяжении исследуемого побережья составляет 1,6 мм/год [1].
Систематический рост уровня моря обусловил возрастающее разрушение не только абразионных, но и ранее аккумулятивных участков береговой зоны Крыма. Таким образом, происходит активный процесс преобразования аккумулятивных участков в эрозионные.
Атмосферные факторы. Интенсивность береговой абразии и характер движения морских наносов под действием сгонно-нагонных явлений непосредственно связаны с направлением и силой ветра над прибрежной акваторией.
Для южных Крымских берегов характерны сильные (до 15-20 м/с) восточные нагонные ветры в марте-апреле и летние сгоны в середине июня. В ноябре-январе в отдельные годы наблюдаются мощные циклонические штормы (до 30 м/с и более). Прибой при таких ветрах достигает большой разрушительной силы и является не только причиной обрушений и обвалов незащищенного берегового склона, но и представляет непосредственную угрозу береговым сооружениям.
Взаимодействие ветрового воздействия с геологической средой проявляется в процессе выветривания массивов и блоков пород. Неустойчивые массивные известняковые формы выветривания главной гряды Крымских гор и ее перемещенных массивов создают потенциальную угрозу обвалов для ряда населенных пунктов и рекреационных объектов береговой зоны (обрывы г. Кошка над п.г.т. Симеиз, Голубой Залив, южные склоны г. Демерджи, и др.).
Активизация оползневых процессов на склонах непосредственно связана с интенсивностью атмосферных осадков [4]. Частота аномальных ливней имеет устойчивую тенденцию к возрастанию во времени в связи с парниковым эффектом и глобальным потеплением климата. Переувлажнение пластичных оползневых пород приводит к увеличению рисков ГЭО (оползней, абразии, селей) на склонах берегов, водотоков и овражно-балочной сети.
Антропогенные факторы
Как уже отмечалось выше, большое влияние на активизацию ГЭО оказывают различные антропогенные и техногенные воздействия, в результате которых нарушается геоэкологическое равновесие территорий. К неблагоприятным антропогенным воздействиям можно отнести:
— строительство без надлежащего инженерно-геологического обоснования на склонах и берегах;
— нарушение гидрологического режима водотоков в результате застройки тальвегов и русел;
— нарушение естественных гидрогеологических условий склонов (поливы, утечки трубопроводов, нерациональное террасирование, уничтожение лесного покрова в результате вырубки и пожаров);
— неконтролируемый отбор гальки и песка с пляжей для целей строительства, и т. п.
— уничтожение естественных глыбово-скальных берегов и бенча в районах известняковых массивов-отторженцев и древних наносов при строительстве береговых объектов.
Все перечисленные выше негативные воздействия проявились в полной мере на исследуемой территории.
Существенное увеличение твердого стока в море начиная с 1960-х годов в результате оползней и селей привело к ухудшению экологической ситуации в прибрежной акватории, к снижению рекреационного потенциала береговой зоны.
Заиление дна и мутьевое загрязнение прибрежных вод, а также сокращение естественных скальных берегов и бенча привели к резкому уменьшению численности ряда видов прибрежной ихтиофауны, таких, например, как галея Gaidropsarus mediterraneus, рыба-ласточка Chromis chromis, каменный окунь Serranus scriba, морской петух Eulrigla gurnardus, и др., и бентоса – каменный краб Eriphia verrucosa, морской конек Hippocampus guttulatus, и др.
Заключение
Анализ рассмотренных геоэкологических опасностей исследуемой территории позволяет сделать вывод о необходимости комплексного геоэкологического мониторинга береговой территории Горного Крыма Такой мониторинг должен включать:
— анализ факторов ГЭО береговой зоны и оценку соответствующих рисков;
— комплексное инженерно-геологическое и геоморфологическое районирование территории по уязвимости к различным ГЭО;
— наблюдение режима водотоков и гидрогеологических условий береговых склонов;
— изучение гидродинамики вод прибрежной зоны и характера перемещения морских наносов;
— мониторинг уровня моря;
— контроль состояния прибрежных морских экосистем;
Список литературы:
1.Богуславский С.Г., Кубряков А.И., Иващенко И.К. Изменения уровня Черного моря. Морской гидрофизический журн., №3, Севастополь, 1997, с. 47-57.
2.Лебединский В.И., Макаров Н.М. Вулканизм Горного Крыма. – Изд. АН УССР, Киев, 1962 – 209 с.
3.Новик Н.Н., Вольфман Ю.М. Эволюция планетарных полей напряжений в пределах сейсмоактивных регионов Украины, новейшие разрывы и разрывные смещения. // Геодинамика Крымско-Черноморского региона. — Симферополь, 1997, с. 81-90.
4.Педан Г.С. Оценка роли атмосферных осадков в процессе оползнеобразования (на примере Одесской и Николаевской областей). // Вестник ОНУ, т. 11, Вып. 3, 2006, с. 229-237.
5.Пустовитенко Б.Г., Кульчицкий В.Е., Пустовитенко А.А. Новые карты общего сейсмического районирования территории Украины. Особенности модели долговременной сейсмической опасности. // Геофизический журн., № 3, т. 28, Киев, 2006, с. 54-77.
6.Шулейкин В.В. Физика моря. – М: Наука, 1968. – 1084 с.
- Shestopalov V.M., Ivanov V.A., Bohuslavsky A.S., Kazakov S.I. Engineering-geological hazards and management in the Mountain Crimea coastal zone. – J. of Coastal Conservation (2008), v.12, pp.169-179. – Springer, Netherlands.[schema type=»book» name=»ФАКТОРЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ ГОРНОГО КРЫМА» author=»Богуславский Александр Сергеевич, Казаков Сергей Иванович, Кузнецов Александр Сергеевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-13″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)» ebook=»yes» ]