В связи с трудностью численного моделирования аккумулятивных процессов, для прогноза был использован метод палеогеографических аналогов. Согласно результатам исследований, в прошлой истории Азовского моря был период, схожий с современным. В условиях стабилизации уровня моря около 3 тыс. лет назад существовали аккумулятивные фоpмы, близкие по своему строению к совpеменным. Быстpый подъем уpовня (пpимеpно на 5 м) стал причиной их затопления и захоpонения под толщей новейших отложений. Пpи стабилизации уpовня около 1 тыс. лет назад на новых отметках, началось фоpмиpование современной генерации аккумулятивных тел, унаследовавших реликтовый рельеф. Это подтверждает, что повышение уpовня пpиведет к размыву пляжей и затоплению аккумулятивных фоpм уже в ближайшем будущем. В ходе подъема уровня существенно возрастет и скорость абразии коренных берегов, активизируются обвально-оползневые процессы.
Прогнозируемый подъем уровня моря, безусловно, окажет негативное влияние на берега Азовского моря. В дельте реки Кубани, где подъем уровня происходит на фоне погружения побережья, можно ожидать катастрофического затопления плавней и прилегающих к ним низменных террас. При подъеме уровня океана на 1 м относительный уровень моря возрастет здесь на 1,3-1,6 м. В результате этого в дельте Кубани будет затоплено более 900 км2 суши и на ее месте образуется обширный морской залив. Низменные острова на месте современных и древних песчано-ракушечных валов будут довольно быстро разрушены сгонно-нагонными и волновыми течениями. Глубокие морские заливы образуются в Бейсугском и Ейском лиманах, причем береговая линия в вершине лиманов может отступить на 7-10 км. Ожидается почти повсеместное ускорение абразии береговых обрывов из рыхлых лессовидных пород. Этот процесс может принять катастрофические масштабы в районах, где он будет усиливаться оползнями и обвалами.
Весьма вероятно, что при подъеме уровня моря увеличится приток соленых вод из Черного моря при одновременном сокращении речного стока. Увеличение солености воды резко снизит роль в биогенной седиментации Сardium edule, а толстостенные раковины Chione gallina, Mytilus galloprovincialis и др. не смогут их заменить. Более того, продуктивность и этих моллюсков из-за сокращения поступления биогенного карбоната кальция, скорее всего, уменьшится. Ускорение темпов размыва береговых уступов приведет к увеличению поступления в море глинистых частиц. Начнут заиливаться ракушечные банки, в результате чего понизится прозрачность воды. Все это самым неблагоприятным образом скажется на развитии донных биоценозов. Дефицит ракуши в барьерных формах может проявиться уже в ближайшие десятилетия, и они начнут размываться с еще большей скоростью.
Прогнозируемые изменения будут иметь самые негативные последствия для хозяйственной деятельности в прибрежных районах. Это городское и сельское хозяйства, курортное и портовое строительство, транспорт, рыболовство и рыбоводство в лиманах, рисосеяние в дельте Кубани и др.
Глава 9. Прикладные аспекты защиты берегов восточной части Азовского моря. Защита азовских берегов весьма сложная и дорогостоящая проблема. Это объясняется широким распространением абразии и отсутствием местных источников материала, пригодного для искусственного пляже-образования или строительства волногасящих сооружений. В настоящее время требуется защитить около 40 км береговой линии восточной части Азовского моря. Это высокий клиф в Ейском районе, участок низового размыва у пос. Ильич (1,5 км), берег в границах населенных пунктов от корневой части Глафировской косы до Молчановки (8-10 км), между косами Долгой и Камышеватской (9 км ), в районе Шиловки и Ясенской переправы (17 км). В срочном спасении от деградации и распада на острова нуждается Ясенская коса и др.
Проведение берегозащитных мероприятий предполагает вмешательство в береговые процессы. Поэтому проектирование берегозащитных работ должно охватывать, по меньшей мере, литодинамические системы или ячейки, которые обладают автономным режимом динамики и развития, а также имеют собственный баланс наносов. Согласование технических и природных элементов в единую оптимизированную систему является оптимальным, поскольку обеспечивает сохранение или изменение береговых процессов в благоприятном направлении.
В проектах необходимо учитывать современную тенденцию развития берегов Азовского моря в условиях острого дефицита наносов, особенно в связи быстрым подъемом уровня моря вследствие «парникового эффекта».
Разработке инженерных решений должны предшествовать прогнозные оценки развития берега после проведения берегозащитных мероприятий. Это требует в свою очередь постановки специальных исследований в натуре, а также широкого использования при проектировании методов математического, компьютерного и гидравлического моделирования.
При выборе стратегии защиты берегов восточной части Азовского моря в условиях общего дефицита наносов и продолжающегося повышения уровня моря необходимо учитывать не только природные условия, но и перспективы хозяйственного и рекреационного строительства, требования охраны окружающей среды и др.
Для решения проблемы защиты берегов Азовского моря необходимо рассматривать два аспекта. Если исходить из природных особенностей развития азовских берегов, то во многих случаях разумнее будет ограничить экономическую деятельность на потенциально опасных участках побережья, так как защитные меры могут значительно превысить ущерб от потери той или иной территории. Совершенно нереально, из экономических соображений, проводить капитальные мероприятия в целом на восточном побережье Азовского моря.
Существование литодинамических систем, включающих общие области питания, транзита и аккумуляции наносов, исключает применение локального принципа берегоукрепления. Это связано с необходимостью свободного транзита наносов с тем, чтобы избежать возникновения очагов низового размыва.
Весьма эффективным в мировой и отечественной практике защиты морских берегов является создание свободных пляжей. Этот метод обеспечивает значительное снижение материалоемкости, стоимости и трудоемкости работ, а также сроков берегоукрепительного строительства. Кроме того, искусственное пляжеобразование полностью исключает низовой размыв и восполняет вдольбереговой поток наносов. В условиях курортов улучшаются условия использования берега в лечебных и оздоровительных целях. Вместе с тем, создание искусственных песчаных пляжей в условиях нагонных подъемов уровня на восточном побережье Азовского моря требует значительных объемов песка. Учитывая отсутствие местных карьеров песка и высокую стоимость его транспортировки из отдаленных районов, нетрудно убедиться, что защита берега искусственным песчаным пляжем полного профиля потребует чрезмерно больших материальных затрат.
В тех случаях, когда вдольбереговые потоки имеют большую емкость, создание свободных пляжей становится экономически невыгодным мероприятием. Поэтому для защиты азовских берегов следует применять комбинированные способы, когда пляж строится под прикрытием различных типов волногасящих и наносоудерживающих сооружений. Ими могут быть каменно-набросные буны и прерывистые волноломы. Вне зон рекреации допускается создание волногасящих дамб из наброски природного камня.
Для защиты прибрежных городов и поселков, ценных земельных участков, объектов промышленности, сельского хозяйства и важных коммуникаций могут применяться дамбы обвалования. При необходимости заповедного сохранения побережья или улучшения его экологического состояния, особенно в местах с повышенной рекреационной нагрузкой, перспективным методом является создание в мелководной зоне моря островных рекреационных комплексов.
Альтернативным способом защиты берегов является создание гравийно-галечных пляжей. Это позволяет в несколько раз уменьшить объем отсыпок и сделать защиту берега экономически выгодным мероприятием. Примеры успешной защиты абразионных берегов Азовского моря свободными гравийно-галечными пляжами имеются в районе Ейска, Приморско-Ахтарска и др.
В последние десятилетия в практике морской берегозащиты все шире применяются каменно-набросные сооружения и гибкие конструкции из синтетических материалов. Известно, что каменные наброски полным сечением требуют большого объема крупного материала, что является основной причиной высокой стоимости работ, особенно при отсутствии местных карьеров. Поэтому применение изделий из геотекстиля как составной части каменно-набросных сооружений может реально снизить удельную стоимость берегозащитных работ. Такие изделия обычно представлены одно – или многослойными мешками, матрацами, трубами и контейнерами, которые могут заполняться песком или другим инертным материалов, вплоть до нетоксичных промышленных отходов др. Они имеют небольшую стоимость, просты в изготовлении, обладают определенной прочностью к волновым нагрузкам и не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду.
В 2001 году при участии автора было разработано несколько вариантов комбинированного сооружения для защиты абразионных берегов Азовского моря. Базовый вариант представляет собой конструкцию откосного типа из двух основных элементов: внутренний состоит из 2-5 рядов синтетических мешков с заполнителем из любого сыпучего материала ( песок, суглинок и т.п.). Мешки укладываются вдоль основания защищаемого берега. Второй (внешний) слой устраивается из 1-2 рядов крупного природного камня с заложением откоса 1:2. Отметка верха сооружения соответствует расчетной высоте максимальных волн, а на реках и каналах максимальному подъему уровня паводковых вод.