Современное состояние пляжей и перспективы их развития

 

В связи с активизацией оползневых процессов и разрушением берегов, в 60-х годах началось строительство системы противооползневых сооружений (ПОС) на Одесском побережье. В процессе строительства ПОС были выположены и закреплены растительностью приморские склоны, пробурены дренажные скважины и оборудованы дренажные штольни и ливневые лотки, через которые осуществляется сброс дренажных и ливневых вод в море. Важная составная часть ПОС - берегозащитные сооружения, состоящие из траверсов, бун, волноломов, берегоукреплений и волноотбойных стенок. Для создания рекреационной зоны на побережье были намыты песчаные пляжи.

    К концу 80-х годов завершилось строительство I и II очередей ПОС протяженностью 12.7 км и начато сооружение III очереди, которое было приостановлено в начале 90-х годов.

     В настоящее время на участке от мыса Ланжерон до мыса Большой Фонтан функционирует система берегозащитных сооружений протяженностью около 14 км. В ее состав входят порядка 50 бассейнов. 35 бассейнов отделены от открытого моря волноломами высокого уровня (незатопленными) и низкого уровня (затопленными). Площадь этих бассейнов составляет около 1,0 км². Верхняя поверхность затопленных волноломов находится, как правило, на глубине 0,5-0,8 м при среднем уровне моря. Волноломы высокого уровня обеспечивают по сравнению с затопленными более значительный волнозащитный и наносоудерживающий эффект, но вместе с тем затрудняют водообмен с открытым морем по сравнению с акваториями, защищенными затопленными волноломами. Остальные бассейны ограничены траверсами и бунами и имеют достаточно свободный водообмен.

В связи с прекращением бюджетного финансирования ремонтно-восстановительных работ, началось разрушение гидротехнических сооружений системы ПОС. В настоящее время в той или иной степени подверглись разрушению около 20% берегозащитных сооружений. В основном разрушениям подверглись буны, траверсы, незащищенные от волнения берегоукрепления и свайные причалы.

Сброс дренажных и ливневых вод на акватории бассейнов системы берегозащиты, смыв загрязнений с пляжей привели к накоплению загрязняющих веществ в воде и донных грунтах этих акваторий. Особенно активно процессы загрязнения происходят в летний период, что нередко приводит к закрытию ряда пляжей из-за неблагоприятной санитарной обстановки.

В 1965-1990 гг. на Одесском побережье существовало 13 дренажных штолен, суточный дебит которых за этот период, по данным Одесского противооползневого управления, составлял в среднем 36,3 тыс. м3. Из этого объема 30% воды сбрасывалось в открытое море, т.к. при строительстве второй очереди ПОС был предусмотрен сброс воды из штолен №№7-10 по лоткам на траверсах за волноломы.

В январе-феврале 1998 г. дебит 12 штолен (штольня №11 была передавлена в 1987 г.) и коллектора у причала на 16 станции Большого Фонтана составил 67 тыс. м3/сутки, а в море за линию волноломов поступало 16% этого количества. Уменьшение доли объема дренажных вод, которые сбрасывались в открытое море произошло из-за разрушения лотков на траверсах.

В конце 90-х годов прекратился сброс дренажных вод из штольни СРЗ-2, и в настоящее время на Одесском побережье действуют 11 дренажных штолен и один коллектор. Объем дренажных вод, поступающих в море, в апреле 2001 г. составил 54,3 тыс. м3/сутки и из них 1,6 тыс. м3/сутки попадало в море за линию волноломов. Это только 3% от суммарного объема. Причиной такого положения стало прогрессирующее разрушение берегозащитных гидротехнических сооружений.

При сбросе дренажных вод за линию волнолома, их трансформация происходит достаточно быстро. При волнении высотой 0,2-0,3 м отличие в значениях солености на поверхности воды до 0,2 ‰ прослеживалось на расстоянии 50-80 м от точки сброса дренажных вод. При волнении высотой 0,7 м, соленость на поверхности воды в 10 м от выпуска (дебит 2000м3/сутки) по направлению ветра составляла 15,14 ‰, а в 30 м 15,35 ‰ при фоновом значении 15,36 ‰ [1].

Поступление дренажных вод с минерализацией 0,8-3,0 г/л приводит к изменению солености воды на акваториях. Масштабы этих изменений зависят от количества дренажных вод поступающих на акваторию бассейна, объема бассейна, места поступления этих вод, условий водообмена и конкретной гидрометеорологической ситуации.

При штилевой погоде и волнении до 0,25 м, опресняющее влияние дренажного стока прослеживается на расстоянии до 200 м от выпуска в бассейнах отделенных от моря затопленными волноломами и на всей акватории бассейнов типа гавани. Сколько-нибудь значимые изменения солености воды во всех бассейнах под влиянием дренажного стока отмечались только в поверхностном слое воды до глубины 0,5 м. Наибольшее понижение солености поверхностного слоя воды, достигавшее в отдельных точках до 4,0 ‰, отмечено в бассейне типа гавани с затрудненным водообменом.

В апреле 1997 г. - январе 1998 г. выполнялись ежедекадные измерения солености в бассейне «Дельфин» объемом 22,3 тыс. м3, отделенного от моря затопленным волноломом. На акваторию бассейна в среднем поступало 7,5 тыс. м3 дренажных вод в сутки. Пробы отбирались в поверхностном слое в 20 м, 100 м и 200 м от выпуска и в соседнем бассейне, куда не поступали дренажные воды (Рис. 1). По данным наблюдений Геофизической лаборатории Одесского гидрометеорологического института среднее значение солености поверхностного слоя воды в береговой зоне моря в этот период составляло 14,18 ‰. Наиболее значительные изменения солености воды под влиянием выпуска дренажных вод достигавшие 9 ‰ отмечались только в непосредственной близости от выпуска в точке S1. В точке S2 максимальное отличие от фонового было 1,7 ‰, а в точке S3 до 3,4 ‰, что свидетельствует о достаточно сложном механизме распространения и трансформации дренажных вод по акватории бассейна. Поток дренажных вод, поступая в бассейн и трансформируясь, двигался вдоль левого траверса в море. Когда преобладали ветры северной четверти, поток двигался вдоль волнолома, и достигал правого траверса. В отдельных случаях, под действием ветра, волнения и течений, зона влияния дренажных вод может распространяется на всю акваторию бассейна.

В течение всего года температура дренажных вод во всех штольнях находится в пределах 13,0-14,5°С, поэтому в летний период поступление этих вод на акватории понижает температуру поверхностного слоя, а зимой повышает. В том и другом случае изменения температуры воды отмечались на расстоянии до 100 м от выпуска и составляли 0,2 - 1,0°С.

Эти изменения во всех бассейнах, куда производился сброс дренажных, наблюдались только в поверхностном слое толщиной 0,5 м.

В бассейне типа гавани по данным ежедневных измерений в августе-сентябре 1998 г., среднемесячные значения температуры воды поверхностного слоя в 80 м от дренажного выпуска были на 1,0°С ниже, чем фоновые. Это, несомненно, явилось следствием поступления на акваторию бассейна ежесуточно около 6000 м³ дренажных вод с температурой 14°С.

Экологическая обстановка на акваториях бассейнов системы берегозащиты во многом определяется характером и скоростью водообмена с открытым морем. По характеру водообмена все бассейны можно разделить на три группы: имеющие свободный водообмен, ограниченный и затрудненный.

К первой группе относятся бассейны, разделенные бунами и траверсами и не имеющие волноломов.

Вторая группа - бассейны, отделенные от открытого моря затопленными волноломами.

Третью группу составляют бассейны, представляющие собой гавани, прикрытые от волнения незатопленными волноломами с волноотбойными стенками и имеющие достаточно узкий вход на акваторию.

В 1997-2001 гг. производилось работы по измерению течений и расчету водообмена в нескольких бассейнах, имеющих ограниченный и затрудненный водообмен (Рис. 2). Течения измерялись инструментальным способом (морские вертушки) и методом поплавков нейтральной плавучести. Вертушками течения измерялись по всей линии затопленного волнолома через каждые 50 м, а в бассейнах типа гаваней на входе в трех точках на нескольких горизонтах. Поплавки нейтральной плавучести запускались на линии волноломов и на входе в гавани, чтобы определить преобладающее направление движения потоков и характер циркуляции водой массы. Основные параметры бассейнов и время водообмена представлены в таблице 1. Все измерения производились при различных направлениях ветра и волнении, не превышавшем 0,5 м.

Наряду с параметрами бассейнов и степенью их изоляции от открытых участков моря, в водообмене основную роль играют гидрометеорологические условия. Это ветер, волнение, течения, колебания уровня, а в зимний период и ледовые условия. Постоянный водообмен всей массы воды в бассейне возможен только при отсутствии вертикальной стратификации. При ее наличии, водообмен будет происходить только в поверхностном слое, не затрагивая основную массу воды. Максимальные глубины в большинстве бассейнов системы берегозащиты, как правило, не превышают 3,0-3,5 м, и стратификация в водной массе на их акваториях наблюдается достаточно редко. В отдельных случаях, стратификация наблюдалась в летний период в бассейнах типа гаваней с глубинами 5-6 м.

На акваториях бассейнов, отделенных от моря волноломами возникает сложная циркуляция вод с возникновением вихрей, застойных зон, стоковых, реверсивных и компенсационных течений.

Из всех бассейнов, в которых производились наблюдения за водообменом, наиболее неблагоприятная ситуация отмечалась в бассейне «Эллинг». Несмотря на малые размеры акватории бассейна и объема водной массы, рассчитанный по измеренным параметрам течений на входе в бассейн, водообмен происходит достаточно медленно. Максимальные скорости течений на входе в бассейн не превышали 3 см/с, составляя в среднем 1-2 см/с, а основное движение воды отмечалось только в части акватории, примыкающей к входу. Такая ситуация возникла в результате изоляции этого бассейна от открытого моря системой траверсов и волноломов. Кроме того, такого типа бассейны являются ловушками для наносов.

Сравнение результатов промера бассейна «Эллинг», выполненного Противооползневым управлением в сентябре 1983 г. и результатов промера, выполненного нами в марте 2001 г., показало, что средняя глубина бассейна уменьшилась с 1,2 м до 0,9 м, площадь пляжа увеличилась на 400 м², а объем водной массы уменьшился на 1,2 тыс. м3.

Строительство гидротехнических сооружений берегозащиты нарушило естественные природные процессы в береговой зоне. Еще в 70-е годы, изучение экологических последствий сооружения объектов берегозащиты, привело к выводу, что первая очередь этих сооружений, созданных без учета их влияния на жизнь прибрежной зоны моря, относится к биологически-негативным. Вследствие разрушения естественной среды обитания уменьшились видовое разнообразие, плотность популяций и биомасса практически всех групп гидробионтов. Бурая водоросль цистозира, многие виды крабов, бычков и других гидробионтов либо исчезли в районе гидротехничеких сооружений, либо их численность уменьшилась в десятки раз. Изменение условий обитания моллюсков фильтраторов привело к уменьшению их численности и биомассы, что привело к сокращению самоочистительного потенциала на участках побережья, несущих большую рекреационную нагрузку [2].

Уже через несколько лет после завершения строительства I очереди ПОС плотность популяций макрозообентоса в акваториях берегозащитных сооружений уменьшилась в среднем в 1,5 раза, а биомасса в 3,5 раза [3].

Особенно значительна роль в процессах очищения морской воды от некоторых видов загрязнений самого многочисленного моллюска фильтратора в Черном море - мидии (Mytilis galloprovincialis Lamark). Несмотря на неблагоприятный результат замены естественных субстратов на гладкостенные бетонные блоки, биомасса мидий на вертикальных стенках траверсов и волноломов может составлять 6,8-18,6 кг/м2. При оптимальных условиях окружающей среды суточный фильтрационный потенциал поселений мидий на 1 м² искусственного субстрата может достигать 66-175 м³/сутки [4]. Это достаточно весомый вклад в процессы очистки морской воды от загрязняющих веществ, что особенно важно для бассейнов с ограниченным и затрудненным водообменом, расположенных в рекреационной зоне.

    Однако, по нашим наблюдениям, хищнический сбор мидий на протяжении последнего десятилетия, способствовал тому, что в настоящее время биомасса мидий на гидротехнических сооружениях составляет не более 10% от экологически возможной.

Продолжающаяся деградация акваторий и гидротехнических сооружений системы берегозащиты, может привести к значительной потере ценности и привлекательности курортной зоны на побережье Одессы для отдыха и туризма.