О.В. Басс
В результате развития хозяйственно-технических потребностей человечества, особенно в последние десятилетия, когда его техническая мощь значительно возросла, в естественном ходе природных процессов в качестве геологического фактора выступает деятельность человека [7]. На морском побережье Калининградской области, особенно в пределах Самбийского полуострова, ощутимое влияние на ход береговых процессов имеют техногенные факторы [8,9].
Юго-Восточное побережье Балтийского моря, в пределах которого находится рассматриваемый район, представляет собой зону равнин ледниковой и водно-ледниковой аккумуляции с холмистым рельефом, образовавшуюся под воздействием комплекса берегоформирующих факторов, из которых наибольшее значение имели волнение, вдольбереговые течения, состав пород, слагающих береговую зону, эвстатические изменения уровня моря и эпейрогенические колебания земной коры [5].
Техногенез как совокупность геоморфологических процессов, вызванных производственной деятельностью человека [10], в береговой зоне Калининградской области обусловлен:
а) горнотехнической деятельностью;
б) строительством и эксплуатацией морских портов;
в) берегозащитными мероприятиями.
Горнотехническая деятельность в пределах Самбийского полуострова обусловлена наличием крупнейшего в мире месторождения янтаря, разработка которого ведется на протяжении длительного времени [1]. Первые разработки янтаря на пляже относятся к XII веку. В дальнейшем закладывались шахты на пляже и в береговых уступах: в 1782 году у пос. Синявино, в 1650 и в 1867 годах – у пос. Янтарного [12, 22, 23]. За время промышленной эксплуатации месторождения в районе пос. Янтарного проводилось совершенствование методов добычи янтароносной породы («голубой земли») и производства вскрышных работ. При добыче янтаря подземным способом в большинстве случаев пустая порода и отмытая от янтаря «голубая земля» поступали на пляж или в море. Транспортировка горных масс в объеме 250-300 тыс. м3 в год осуществлялась различными способами (лотки, вагонетки и пр.) к береговой линии, где техногенные отложения в комбинации со свайными стенками и дамбами первоначально защищали горные выработки от воздействия морского волнения, а затем обеспечили устройство пляжевого карьера в 1872 году у пос. Янтарного. Мощность техногенных отложений достигала в то время 10 м.
Одновременно в конце XIX-в начале XX века добыча янтаря производилась на других участках Самбийского полуострова: в береговых уступах южнее мыса Таран, восточнее городов Светлогорска и Пионерского, у пос. Филино. Эти разработки привели к образованию искусственных террас на клифе и в большинстве случаев (м. Таран, пос. Филино) стимулировали размыв и разрушение берегов. Отработанные горные массы также сбрасывались в море [18,12]. В районе пос. Янтарного подземная разработка месторождения была прекращена в 1922 году, и с этого времени добыча янтаря производится исключительно открытым способом. До 1958 года при разработке карьеров в море поступала главным образом отмытая от янтаря «голубая земля» (зеленовато-серая песчаная глина с гнездами мелкозернистого песка). Вскрышные породы (песчано-гравийно-глинистые отложения) складывались во внутрикарьерные отвалы. Объем сброса горных масс составлял 300-500 тыс. м3 в год.
Начиная с 1958 года в связи с переходом на разработку месторождений гидромеханическим способом, при котором в море в виде пульпы стали сбрасываться и вскрышные породы, объем отвала горных пород резко возрос и достиг 2 млн. м3 в год и более (например, в 1973 г. – 3,25 млн. м3). И если до применения гидромеханизации объем сброса грунта за 1880-1938 гг. составил 15-18 млн. м3, то такой же объем был сброшен за пять лет (1969-1974 гг.). В дальнейшем в связи с разработкой карьера Приморского месторождения и развитием производства объем сброса пульпы в море значительно возрос. В результате массового сброса горных пород (дампинга) из карьеров Янтарного комбината было создано техногенное аккумулятивное тело, которое привело к блокировке более чем девятикилометрового участка берега в пределах Бакахино – Окунево. Максимальная мощность техногенных отложений достигала 25-28 м, а береговая линия выдвинулась в море на 600-900 м, достигнув положения изобаты 10 м (по съемкам 1875-1898 гг.). Общий прирост суши составил более 35 км2, что обеспечило проведение добычи янтаря на ранее недоступных участках, расположенных в зоне погребенного подводного берегового склона.
С этой целью с начала 70-х годов, в пределах отвалов горных пород были заложены так называемые пляжевые карьеры, которые оказались более технологически, экономически и экологически выгодными. К настоящему времени большая часть техногенного отвала в береговой зоне выработана (пос. Покровское, пос. Синявино, большая часть пос. Янтарного), работы ведутся также на участке берега, расположенного к северу от мыса Песчаный. На отработанных площадях пляжевых карьеров в результате штормовой деятельности происходит прорыв перемычек, размыв искусственных дамб. В результате в теле отвалов была образована закрытая от волнения бухта. В районе шахты «Анна» (пос. Янтарный) урез моря вернулся на исходное положение, которое он занимал в конце прошлого века. Сильный шторм 4-6 декабря 1999 года, сопровождавшийся нагоном в 1,3 м, впервые после 1911 г. [12] вызвал размыв коренного берега (в районе шахты «Анна» на 5 м) и обнажил берегозащитную свайную стенку постройки 70-х годов XIX века. С помощью спутниковой навигационной системы GPS «Magellan 2000» 10.12.1999 г. произведена съемка береговой линии после шторма.
В период с 6 по 12 декабря 1999 г. было произведено обследование побережья от южной части Куршской косы до г. Балтийска. В ходе обследования установлено, что наибольшие разрушения относятся к южной части Куршской косы, где на всем протяжении подмыта авандюна, пляж в районе г. Зеленоградска смыт в значительной степени, волнением разрушено металлическое основание маяка. Существенно пострадали берега в районе мыса Гвардейский и восточнее берегоукрепительных сооружений в г. Пионерского. Отмечена эффективная работа сооружений, возведенных СНПО «Балтберегозащита» в г. Пионерском и пос. Рыбное. Расположенный в волновой тени район Филино-Приморье пострадал незначительно. У пос. Синявино размыто более 60 м перемычки, а в теле конуса сформировался уступ размыва высотой до 7 метров. В закрытой бухте зафиксированы следы подъема уровня до отметки +1,3 м относительно наблюдаемой поверхности моря. Береговая линия в бухте Покровской приобрела изогнутое положение и окаймлена уступом размыва высотой 2-2,5 м. Южнее мыса Окунево до пос. Мечниково берег не пострадал. В районе пос. Мечниково – г. Балтийск в результате шторма пляжи расширились. Это иллюстрирует известное положение [6], что при достаточном объеме наносов в береговой зоне (в данном случае техногенного происхождения) морские берега не испытывают разрушений даже при катастрофических штормах.
Другим проявлением техногенеза в береговой зоне Калининградской области является строительство и эксплуатация морских портов. Балтийский пролив, соединяющий Калининградский залив с Балтийским морем, образовавшийся в 1479 году, используется для судоходства. Строительство здесь оградительных молов было начато в XVIII веке [11, 13]. Существующие молы построены в 1924 году и выдвинуты в море до глубины 10,0 м. Они являются искусственной преградой для вдольберегового перемещения наносов и вызывают в связи с этим интенсивную аккумуляцию наносов по схеме заполнения «входящего угла» севернее порта и низовой размыв – южнее, что подтверждено гидрографическими работами, проведенными в октябре 1999 года. Сравнение с результатами промера 1969, 1975 1977 гг. однозначно позволило определить разнонаправленность береговых процессов на участках берега севернее (аккумуляция) и южнее (размыв) молов с заметным смещением уреза в плане и изменениями глубин.
Нужно отметить, что, несмотря на интенсивную аккумуляцию наносов в районе оградительных сооружений порта, до последнего времени внутренний фарватер не испытывал заметной заносимости, что объясняется в первую очередь очень удачной компоновкой сооружений, максимально использующих гидродинамический режим и природные условия района. Начиная с 1966 года в Балтийском проливе объем ремонтного черпания не превышает 100 тыс. м3 в год.
Гавань в г. Пионерском построена в 1924-1928 гг. С момента строительства она испытывала заносимость, с которой боролись изменением компоновки оградительных сооружений и ремонтным черпанием. Кроме того, сооружались прорези-ловушки для перехвата наносов перед судовым ходом. Материал дноуглубительных работ (пески) в объеме 100-250 тыс. м3 в год вывозился на морскую свалку у мыса Гвардейский (2,5 мили восточнее порта Пионерский). В 1975-1981 годах было проведено рефулирование донного грунта объемом 750,5 тыс. м3, изъятого из подходного канала порта Пионерский, в пределы береговой зоны у Отрадненского мыса, характеризующегося острым дефицитом наносов. Однако это мероприятие не принесло ожидаемого результата, что можно объяснить недостаточным объемом перемещенного материала. Сооружение гавани вызвало значительный низовой размыв берега с ее подветренной стороны, что в свою очередь повлекло за собой необходимость проведения там берегозащитных мероприятий.
Строительство оградительных сооружений морских портов привело к нарушению естественного хода береговых процессов на прилегающих участках побережья. Грунты дноуглубительных работ, вывозимые на морские свалки, и пульпа янтарного комбината, участвующие во вдольбереговом перемещении, в геоморфологическом смысле представляют собой положительную составляющую бюджета наносов береговой зоны техногенного происхождения.
Со второй половины ХIХ века начались специальные исследования рассматриваемой территории [11, 12, 17-22], по материалам которых можно составить достаточно полную картину морфологии и динамики береговой зоны Самбийского полуострова в не нарушенном техногенезом состоянии. В этот период времени берега Самбийского полуострова почти по всему периметру испытывали интенсивную абразию. Одновременно наблюдался постоянный размыв аккумулятивных образований, причлененных к Самбийскому полуострову, – Вислинской и Куршской кос. Сравнивая интенсивность разрушения берегов Самбийского полуострова, Е.Цадаах [22] отмечал, что в пределах западного побережья (имеющего простирание на юг от мыса Таран) они разрушены значительнее, чем на северном. Причем абразия берегов наблюдалась практически на всем западном побережье, а темп разрушения в районе пос. Мечниково (севернее Балтийского пролива) и пос. Танкитино был не меньше, чем в районе поселков Донское, Синявино и Янтарный. Сильные шторма нередко вызывали катастрофические размывы коренных берегов. Например, шторм 1911 года вызвал размыв клифа у пос. Янтарный на 5,5 м [12], а суммарный объем рыхлого материала, образовавшегося в результате абразии берегов Самбийского полуострова в период шторма 9-10 января 1914 года, cоставил более 1 млн. м3, и суммарная потеря суши составила 24 га [21].