Архипов В.В., Ермолов А.А., Огородов С.А., Шумовская Д.А.
ИНЖЕНЕРНО- И ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДИНАМИКИ БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ ВАРАНДЕЙСКОГО РАЙОНА ПЕЧОРСКОГО МОРЯ
МГУ им. М.В. Ломоносова, Географический факультет, ogorodov@aha.ru
Берега Печорского моря, относительно устойчивые в естественных условиях, теряют устойчивость в условиях техногенного прессинга. Характерным примером является Варандейский промышленный участок, где неграмотное с точки зрения природопользования освоение территории, без учета особенностей строения рельефа побережья и динамики береговой зоны привело к заметной активизации абразионных процессов и угрожает существованию поселка, нефтебазы и аэропорта.
В пределах исследуемого района протяженностью 90 км (о. Песяков, о. Варандей, п-ов Медынский Заворот) выделяются два основных морфогенетических комплекса (рис. 1), имеющих выход к открытому морю. Первый представляет собой морскую аккумулятивную террасу со средними отметками 3-5 м, сформировавшуюся в ходе голоценовой трансгрессии Мирового океана. Терраса, шириной 2-6 км, занимает о-ва Песяков и Варандей, район устья р. Песчанки и п-ов Медынский Заворот. Толща, слагающая террасу, представлена мелкозернистым песком, в нижней части разреза встречается торфяно-травяная подушка. Особенностью криогенного строения отложений террасы является их малая объемная льдистость √ 5-10% [1]. Фронтальную, обращенную к морю, часть террасы венчает авандюна (дюнный пояс бара), достигающая отметок 5-12 м. На дистальных участках баров авандюна постепенно переходит в серию береговых валов, заметно переработанных эоловыми процессами.
В настоящее время голоценовая терраса на большей части подвержена размыву √ в естественных условиях со скоростью 1,0-2,5 м в год [2] (рис. 1). Тип берега √ абразионный, с уступом размыва высотой 1-6 м, выработанным в мелкопесчаных эолово-морских отложениях. Разрушение берегов происходит практически без участия термоабразионного процесса как результат относительно высокой среднегодовой температуры грунтов, их малой объемной льдистости, значитель-ной мощности сезонноталого слоя и активности гидродинамических факторов.
В условиях глубокого сезонного оттаивания дюнный пояс, сложенный мелкими песками, является ареной особо благоприятной для развития дефляции, термоэрозии и термокарста. Масштабы и скорость этих процессов столь заметны, что местами поверхность острова за период освоения стала ниже на 1-3 м. В ходе полевых работ 2000 года нами были произведены замеры скоростей развития дефляции и термоэрозии на специально оборудованных стационарах [2]. По данным повторных измерений более 50 контрольных реперов слой песка, сдутого ветром за два летних месяца, составил на техногенно деформированных участках от 10 до 14 см, в то же время на участках, не затронутых деятельностью человека, наблюдалась эоловая аккумуляция.
Второй морфогенетический комплекс представлен слабоволнистой сильно заозеренной аккумулятивной озерно-аллювиальной (?) равниной позднеплейстоцен-голоценового возраста с высотами 5-15 м (рис. 1) [1]. Данная терраса занимает большую часть рассматриваемой территории, однако к открытому берегу выходит лишь на участке между р. Песчанка и основанием п-ова Медынский Заворот. Для поверхности террасы характерно развитие мерзлотных полигонов и заболачивание. Основание (цоколь) террасы сложено плотными ледово(ледниково?)-морскими суглинками и глинами с включениями (3-5%) сильновыветрелых валунов, глыб, щебня и гравия (3/4 разреза). С поверхности терраса перекрыта слоем песков и торфа (1/4 разреза). В толще отложений встречается полигонально-жильный и пластовый лед.
Тип берега на участке выхода к открытому морю данной террасы √ термоабразионный, с уступом высотой от 3 до 10 м. В отличие от голоценовой террасы, основную роль в разрушении берега здесь играет термоабразия, о чем свидетельствуют развитые на отдельных участках термоабразионные ниши. Термоденудационный процесс (термоэрозия, солифлюкция, оползание, суффозия) также оказывает заметное влияние на динамику берега, поставляя материал к основанию уступа. Береговой уступ окаймлен узкими (10-20 м) песчано-галечными пляжами, переходящими в абразионную поверхность осушки, так называемый ╚глинистый бенч╩. Наличие оползней, оплывин, а также небольшая ширина пляжа свидетельствуют об относительно слабой устойчивости этих берегов. Установлено [1], что средняя скорость отступания термоабразионного уступа составляет 1,8-2,0 м в год.
Ежегодно за счет размыва голоценовой террасы в береговую зону попадает около 300 тыс. м3 мелкопесчаного материала [2]. Еще 130 тыс. м3 песка, 5 тыс. м3 крупнообломочного материала, 25 тыс. м3 торфа и 120 тыс. м3 глинистого материала поступает в береговую зону с термоабразионного участка. Часть песчаного материала и весь глинистый откладываются глубже 10-метровой изобаты. Весь крупнообломочный материал и часть песчаного участвуют во вдольбереговом переносе наносов, формировании пляжей, береговых валов на дистальных окончаниях баров и кос.
Одновременно с отступанием берегового уступа происходит абразионное (в том числе термоабразионное) разрушение подводного склона и регулярной осушки, сопровождающееся увеличением глубин. На большей части Варандейского берегового района подводный склон сложен теми же глинистыми породами (с включениями крупнообломочного материала √ 3-5%), которые выходят на термоабразионном отрезке побережья. В результате абразии подводного склона пляжеобразующего материала практически не образуется. Глинистые частицы в виде суспензионных потоков устремляются вниз по подводному склону, выносимые стоковыми и разрывными течениями. Крупнообломочный материал, вымытый из суглинков, большей частью накапливается на месте размыва, формируя на выступах подводного рельефа галечно-щебнистую отмостку. По осредненным оценкам слой эффективной абразии подводного склона составляет в среднем 0,02 м/год, несколько увеличиваясь в пределах осушек. В результате в береговую зону поступает приблизительно такое же количество наносов, что и при разрушении берегов.
Рисунок 1. Морфолитодинамика берегов Печорского
моря в районе пос. Варандей.
Условные обозначения. Типы абразионных берегов: 1 √ с
термоабразионным или абразионно-термоденудационным уступом в плотных валунных
суглинках, 2 √ с уступом размыва в слабольдистых песках и торфе, 3 √ клифы
отмершие. Элементы рельефа дна: 4 √ крупные ложбины субаэрального и гидрогенного
происхождения. Типы рельефа суши: 5 √ морская трансгрессивная терраса (QIV)
c дюнным поясом (до 5-12 м абс.) во фронтальной части и лайдой (до 2,5-3
м) в тыловой, 6 √ аллювиально-озерная терраса (QIII-IV) высотой 5-15 м
с термокарстовым расчленением, 7 √ледниково(ледово?)-морская денудационная
равнина (QII) (выше 20 м) с эрозионным расчленением, 8 √ свободные аккумулятивные
формы (QIV) (пляжи полного профиля, нагонные осушки). Элементы морфолитодинамики:
9 √ области лагунной аккумуляции в пределах сгонных осушек и заливов, 10
√ ╚глинистый бенч╩, 11 √ районы развития термоэрозии, 12 √ районы развития
дефляции, 13 √ среднемноголетние направления потоков наносов, 14 √ участки
двусторонней миграции наносов, 15 √ вынос мелкозернистого материала по
мелким стоковым ложбинам, 16 √ выбросы щебнисто-галечного материала с подводного
склона, 17 √ измеренная среднемноголетняя скорость отступания берегового
уступа, м/год, 18 √ энергетический многоугольник, построенный по данным
ГМС Варандей, где (1) √ румбовая составляющая потока волновой энергии,
(2) √ ветроэнергетическая равнодействующая, 1 мм длины стрелки = 1 усл.
ед. волновой энергии.
Активное освоение Варандейского промышленного участка, начатое в 70-е годы, повлекло за собой нарушение естественного баланса береговых экосистем, и в наши дни ситуация близка к критической. Изъятие гравийно-галечного грунта с пляжа, механические деформации рельефа берегового уступа и прибрежной суши, а также другие техногенные нарушения естественного режима берега, ослабляющие его устойчивость к разрушительным процессам, сильно нарушили стабильность этого участка. В середине √ второй половине 70-х гг. произошло резкое возрастание скорости абразии, в отдельные годы до 7-10 м в год. После строительства берегозащитного сооружения в створе пос. Новый Варандей было отмечено некоторое снижение величин отступания берега до 1,5-2 м в год, однако на сопряженных участках величины размыва по-прежнему оставались высокими. Согласно последним измерениям за период 1987-2000 гг. скорость абразии в створе поселка снова увеличилась до 3-4 м в год, что вдвое выше, чем на аналогичных участках, не затронутых деятельностью человека.
По состоянию на октябрь 2000 г. в пос. Новый Варандей уже разрушена серия жилых и хозяйственных построек, и под непосредственной угрозой находится нефтебаза. С каждым годом масштабы потерь будут возрастать по мере продвижения берегового уступа к центру поселка. В этой связи необходимо срочное проведение комплексных берегозащитных мероприятий с целью снижения скорости размыва берегов.
Литература
1. Новиков В.Н., Федорова Е.В. Разрушение берегов в юго-восточной
части Баренцева моря // Вестник МГУ, сер. 5, География, 1989, ╧ 1, С. 64-68.
2. Огородов С.А. Морфология и динамика берегов Печорского
моря // Труды Института океанологии БАН, Т. 3, Варна, 2001, С. 77-86.