Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Программа'
Характер и содержание русской публицистической литературы, начиная с 40-х годов XVIв., определяются преимущественно борьбой восходящего дворянства и ...полностью>>
'Методические указания'
При изучении данной темы необходимо, прежде всего, знать предмет и объект изучения юридической психологии. Получить представление о наиболее значимых...полностью>>
'Реферат'
'Документ'
Частицы долгое время рисовались физиками как некие крохотные комочки материи. В классической физике частица рассматривалась как ньютоновская материаль...полностью>>

Міністерство охорони навколишнього природного середовища україни український науково-дослідний інститут екологічних проблем (Укрндіеп) (1)

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

УДК 504.4.06: 627.5

КП

№ держреєстрації 0108U010763

Інв. №

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ НАВКОЛИШНЬОГО ПРИРОДНОГО

СЕРЕДОВИЩА УКРАЇНИ

УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ

ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ (УкрНДІЕП)

61166, м. Харків, вул. Бакуліна, 6; тел./факс: (057) 702 15 92

ЗАТВЕРДЖУЮ

Директор УкрНДІЕП

д.ф-м.н., професор

_______________ Коваленко Г.Д.

"________" _____________ 2009 р.

ЗАКЛЮЧНИЙ ЗВІТ

ПРО НАУКОВО-ДОСЛІДНУ РОБОТУ

НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ЩОДО ЗАСТОСУВАННЯ УКРІПЛЕННЯ БЕРЕГІВ ПОВЕРХНЕВИХ ВОДНИХ ОБ’ЄКТІВ І УЗБЕРЕЖЖЯ МОРІВ ШЛЯХОМ СПОРУДЖЕННЯ ШТУЧНИХ РИФІВ ЯК БІОПОЗИТИВНИХ БЕРЕГОРЕГУЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ”

(договір № 32/1040/22/2 від 11 грудня 2008 року)

Етап 2 “Визначення природних та антропогенних чинників руйнування берегів Азовського та Чорного морів. Розробка наукового обґрунтування та рекомендацій щодо укріплення берегів поверхневих водних об'єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем”

Керівник НДР

Зав. лаб. «Гідрофізичних

процесів формування якості

та заходів щодо охорони морських вод»,

канд. техн. наук В.Кресін

2009

Рукопис закінчено 07.10.2009 р.

Результати цієї роботи розглянуто Вченою Радою УкрНДІЕП

Протокол № 2 від 08.10.2009 р.

СПИСОК ВИКОНАВЦІВ

Науковий керівник

Зав. лабораторією "Гідрофізичних процесів формування якості та заходів щодо охорони морських вод" (лаб. 1.9)

старший науковий співробітник,

канд. техн. наук

В. Кресін

(вступ, розділи 3, висновки)

Відповідальний виконавець

Старший науковий співробітник

лаб.1.9, канд. техн. наук

О. Проскурнін

(розділи 1 – 3, висновки )

Старший науковий співробітник

лаб. 2.1

Т. Прохода

(розділи 1 – 3, висновки)

Старший науковий співробітник

лаб. 1.9, канд. біолог. наук

Ш. Поліхронов

(розділи 1, 3)

Старший науковий співробітник

лаб. 1.9, канд. техн. наук

В. Брук

(розділ 3)

Провідний інженер лаб.1.9

М. Воронцова

(розділ 3)

Старший науковий співробітник

лаб.2.1

М. Старко

(розділи 1 – 3, висновки )

Старший науковий співробітник

лаб.2.1

М. Лунгу

(розділи 1 – 3, висновки )

РЕФЕРАТ

Заключний звіт про НДР: "Наукове обґрунтування щодо застосування укріплення берегів поверхневих водних об'єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем”, етап 2, 57 с., 14 рис., 7 табл., 45 посилань.

Об'єкт розробки – берега поверхневих водних об’єктів та узбережжя Чорного та Азовського морів.

Предмет розробки – наукове обґрунтування застосування укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем.

Метою всієї роботи є обґрунтування застосування укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем.

Робота призначена для використання при розроблені заходів, що запобігають руйнуванню морського узбережжя, як компонентів у системі інтегрованого управління природокористуванням у прибережній смузі морів. Однією із актуальних проблем є укріплення узбережжя морів шляхом спорудження так званих «штучних рифів», які розглядаються як берегорегулювальні і в той же час біопозитивні системи. Штучні рифи - це інженерні спорудження у вигляді поміщених у воду великомасштабних інженерних конструкцій із твердою поверхнею. В основних рисах штучні рифи сприяють гідрологічним і біологічним процесам.

Мета другого етапу – визначення природних та антропогенних чинників руйнування берегів Азовського та Чорного морів. Розробка наукового обґрунтування та рекомендацій щодо укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем.

Метод дослідження – вивчення існуючого досвіду укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулюючих систем, математичне моделювання хвильового ослаблення при використанні штучних рифів як берегорегулюючих систем.

Результатом НДР за 2 етапом є заключний звіт, який містить данні існуючого досвіду укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулюючих систем, а також наукове обґрунтування та рекомендації щодо укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів.

Галузь застосування – охорона навколишнього природного середовища.

УКРІПЛЕННЯ БЕРЕГІВ, ЕКОЛОГІЧНА ІНФОРМАЦІЯ, ШТУЧНІ РИФИ, БІОПОЗИТИВНІ БЕРЕГОРЕГУЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ

ЗМІСТ

Умовні позначення 7

1. ВИЗНАЧЕННЯ ПРИРОДНИХ ТА АНТРОПОГЕННИХ ЧИННИКІВ РУЙНУВАННЯ БЕРЕГІВ АЗОВСЬКОГО ТА ЧОРНОГО МОРІВ 10

1.1 Визначення природних чинників руйнування берегів Азовського та Чорного морів 10

1.2 Визначення антропогенних чинників руйнування берегів Азовського та Чорного морів 13

2. ОГЛЯД ІСНУЮЧОГО ДОСВІДУ УКРІПЛЕННЯ БЕРЕГІВ ПОВЕРХНЕВИХ ВОДНИХ ОБ’ЄКТІВ І УЗБЕРЕЖЖЯ МОРІВ ШЛЯХОМ СПОРУДЖЕННЯ ШТУЧНИХ РИФІВ ЯК БІОПОЗИТИВНИХ БЕРЕГОРЕГУЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ 16

3. РОЗРОБКА НАУКОВОГО ОБҐРУНТУВАННЯ ТА РЕКОМЕНДАЦІЙ ЩОДО УКРІПЛЕННЯ БЕРЕГІВ ПОВЕРХНЕВИХ ВОДНИХ ОБ'ЄКТІВ І УЗБЕРЕЖЖЯ МОРІВ ШЛЯХОМ СПОРУДЖЕННЯ ШТУЧНИХ РИФІВ ЯК БІОПОЗИТИВНИХ БЕРЕГОРЕГУЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ 26

3.1 Розробка наукового обґрунтування щодо укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем 26

3.1.1. Наукове обґрунтування щодо укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів у вигляді рядів затоплених хвилеломів типу „Швейцарський сир” 28

3.1.2. Наукове обґрунтування щодо укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів у вигляді ряду затоплених „шарів” (штучні рифи “Reef Ball”) 34

3.2 Вплив штучних рифів на навколишнє середовище 38

3.2.1 Біологичні елементи берегорегулювальних систем 38

3.2.2 Екологічні наслідки впливу біотичних елементів штучних рифів на навколишнє середовище 41

3.2.3 Позитивний вплив 42

3.2.4 Негативний вплив 45

3.2.5 Загальні висновки щодо оцінки впливу штучних рифів на навколишнє середовище 46

3.3 Розробка рекомендацій щодо укріплення берегів поверхневих водних об’єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем 47

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 54

Умовні позначення

Н – глибина моря;

Нв – висота рифа;

h – висота хвилі;

F= Нв - Н – заглиблення верхівки штучного рифа;

В – ширина верхньої частини рифа.

Hв

|F|

Штучний

риф

Берег

h

H

В

ВСТУП

Узбережжя є кордоном поміж морем та берегом, і тому відчуває вплив різноманітних факторів середовища, що створюють в сумі так званий «пограничний ефект». Для берегового ландшафту характерні абразійні, абразійно-зсувні, абразійно-обвальні процеси розвитку, як правило, на гирлових ділянках річок і береговій смузі, а також акумулятивні процеси (у зоні пляжів) і акумулятивно-ерозійні процеси (у гирлі річок).

Сучасним рішенням проблеми руйнування узбережжя поверхневих вод є укріплення їх шляхом спорудження штучних рифів, які розглядаються як позитивні берегорегулювальні системи по відношенню до екологічного стану акваторії і прибережжя, а також щодо вирішення соціально-економічних завдань.

У загальному вигляді використання таких систем обумовлене наступним:

  • необхідністю нових підходів до вирішення проблем збереження і захисту екосистем морського шельфу;

  • необхідністю більш інтенсивного вивчення екологічної ситуації в українській зоні узбережжя і шельфу Чорного моря, яке є важливим ланцюгом у системі господарства України і грає суттєву роль в житті значної частини її населення.

  • задачами щодо раціонального освоєння рекреаційних і других ресурсів.

Зростаючий антропогенний вплив висуває завдання по раціональному освоєнню рекреаційних та інших ресурсів узбереж морів і, в зв’язку з цим, вимоги нових підходів до рішення зростаючих проблем охорони й захисту їх екосистем.

Однією із актуальних проблем інженерної екології є укріплення узбережжя морів шляхом спорудження так званих «штучних рифів», які розглядаються як берегорегулювальні і в той же час біопозитивні системи.

Штучні рифи - це інженерні спорудження у вигляді поміщених у воду великомасштабних інженерних конструкцій із твердою поверхнею. Головна їх відмінність від природних у тому, що в штучних рифах опорна конструкція створюється людиною з штучного матеріалу.

Штучні рифи являють собою значне технічне, гідрологічне і біологічне утворення, яке впливає на всі екологічні процеси прибережної зони. Штучні рифи можуть змінювати напрямок потоків води, а також виконувати огороджувальну функцію; захищати акваторії від хвиль, укріпляти береги від розмиву. Крім того, гідродинамічний аспект штучних рифів забезпечує інтенсивний водообмін і взаємозв'язок з навколишнім середовищем, що має велике значення для розвитку угруповання перифітону.

У звіті зроблено визначення природних та антропогенних чинників руйнування берегів Азовського та Чорного морів, проведено огляд існуючого досвіду укріплення берегів поверхневих водних об'єктів і узбережжя морів шляхом спорудження штучних рифів як біопозитивних берегорегулювальних систем, розроблено наукове обґрунтування та рекомендації щодо укріплення берегів поверхневих водних об'єктів і узбережжя морів за допомогою штучних рифів.

1. ВИЗНАЧЕННЯ ПРИРОДНИХ ТА АНТРОПОГЕННИХ ЧИННИКІВ РУЙНУВАННЯ БЕРЕГІВ АЗОВСЬКОГО ТА ЧОРНОГО МОРІВ

1.1 Визначення природних чинників руйнування берегів Азовського та Чорного морів

Сучасний розмив берегів морів обумовлено декількома факторами, значимість кожного з яких може мінятися як у часі, так і в залежності від місця. Існують, з одного боку, природні фактори розвитку глобального процесу відступу берегової лінії, зумовленого обвалами і зсувами, а з іншого боку – руйнування берегової зони (розмиви берегів) що відбуваються внаслідок інтенсивного освоєння узбереж морів у результаті господарської діяльності людини [1].

Одним з основних природних факторів, що формують берегову зону, є вплив морських хвиль. Результатом такого впливу є абразія берегів (механічне руйнування берегів морів у результаті дії хвиль і прибою).

Як відомо [2], інтенсивність абразійних процесів визначається двома основними факторами: режимом штормів і ходом рівня моря. Однак, не всі шторми викликають абразію, а лише досить сильні (більш 5 – 7 балів).

Так, для берега Криму виділено 3 райони за цією ознакою.

  1. Район південного берега від м. Херсонес до м. Меганом, що відзначається найбільшою повторюваністю сильних штормів.

  2. Район від м. Херсонес до м. Тарханкут. Більш спокійний район. Штормова інтенсивність зростає з півночі на південь.

  3. Східний берег Криму (від м. Меганом до м. Токин). У районі найменша повторюваність штормів.

Важливе значення для абразійного процесу, має літологический склад порід, що складають ту або іншу територію берегової зони. Кожному літологическому складу берегової зони відповідає визначене середнє значення швидкості абразії.

Так, швидкість абразійного процесу на західному березі Криму в районі кліфу Тарханкутского півострова і прилягаючих до нього з північного сходу і південно-сходу ділянок берега, складеного міцними вапняками карбонатної і карбоністо-терригенной неогенових формацій, складає 5 – 10 см/рік і значно більше швидкість абразії кліфу у межах Каламітської затоки, берега которого складені терригенной неогеновой формації і складає в середньому 2 – 3 м/рік.

Швидкість абразійних процесів на південному березі Криму змінюється на різних ділянках до 3 м/рік у залежності від порід, що складають кліф.

Абразійні процеси східного узбережжя Криму характеризуються високою інтенсивністю. Це обумовлено тим, що берег у цьому районі складається з легкоруйнуючих з низьким опором хвильовому розмиву порід терригенної і карбонатно-терригенної неогенової формації, і складає 3 – 5 м/рік.

У районі Феодосійського уступу, що складається переважно з глин терригенної формації, швидкість абразії складає в середньому 1,4 – 1,8 м/рік. Район Керченського півострова піддається абразії досить слабко, швидкість абразії складає 0,3 – 0,4 м/рік.

Абразійні процеси спостерігаються також у береговій зоні Азовського моря, особливо в районах складених черепашковим матеріалом. В окремих випадках абразійні процеси змінюють форми кос, розмив одних кос сприяє нарощуванню інших. За даними спостережень [3], кліфи Азовського моря в східній частині відступають від берегів 3 – 4 м/рік, у районі північного узбережжя найбільша швидкість розмиву перевищувала 1 – 2 м/рік, а середня швидкість абразії складала 0,7 – 1 м/рік. Таким чином, тільки в північному узбережжі моря обсяг абразії складає 10 – 12 млн. т./рік. А сумарна величина абразії берегів Азовського моря при існуючих режимах рівня, біологічної продуктивності і сучасних тектонічних рухах, морфології берегової зони може досягати до 20 млн. т/рік.

Максимальну шкоду при абразійному руйнуванні берегів завдають обвали і зсуви гірських порід, пов'язаних з рельєфом берегової зони, які залежать від профілю схилу, схилових гравітаційних процесів, геологічної будови надводної і підводної частин, гідрологічних умов і тектонічного режиму регіону.

На рівнинних ділянках морського узбережжя абразійно-обвальні береги переходять, як правило, в абразійно-зсувні при висоті берегового обриву (кліфу) вище 20 м. При такій висоті кліфу виникає велике навантаження на його основу, у результаті чого відбуваються абразійно-зсувні явища.

При наявності на береговому схилі великої кількості уламкового матеріалу знижується хвильовий вплив на кліфи, зменшення ж кількості уламкового матеріалу веде до посилення абразії. Обвали і зсуви, викликані абразією, утворюють природні бар'єри та одночасно зменшують дію хвиль і охороняють берег від хвильового руйнування. Значну роль у формуванні морських берегів відіграє зменшення рівня моря та прибережно-морські наноси. Як відзначається в [4], починаючи з початку 19 сторіччя спостерігається тенденція до підвищення рівня Чорного моря зі швидкістю в середньому 2,5 мм/рік. Існує сезонне підвищення рівня моря, пов'язане зі збільшенням стоку рік.

Протягом року рівень моря періодично змінюється і залежить від ходу повітряних мас. Розмах зміни рівня Чорного моря складає 1,5 м. З підвищенням рівня моря відбувається постійне переміщення берегової лінії убік материка, що супроводжується надходженням до моря додаткових мас продуктів руйнування берегів. Вони включаються в подовжні берегові потоки, формують потоки наносів і створюють акумулятивні форми на межах морських і континентальних екосистем.

Потужність наносів залежить від режиму коливання хвиль і обсягу принесеного до моря матеріалу при згінних і нагінних явищах.

На Чорному морі згінні та нагінні явища спостерігаються найбільш часто в зимовий період у зв'язку з посиленням тектонічних явищ. Так, максимальний нагін у м. Одесі досягає в жовтні 99 см. Рівень згінно-нагінних явищ в Азовському морі складає для м. Керчі 200 см, Маріуполя – 242 см, Бердянська – 199 см, Генічеська – 412 см.

1.2 Визначення антропогенних чинників руйнування берегів Азовського та Чорного морів

Поряд із природними факторами, важливе значення в руйнуванні берегової зони морів займає антропогенний фактор. Повсюдне втручання людини в природу привело до порушення природної рівноваги і викликало необоротні процеси розмиву берегової зони морів.

Починаючи з XIX століття відбувається швидке освоєння і використання ресурсів прибережних зон морів: будівництво портів, освоєння прибережних територій, будівництво набережних у приморських містах, водозаборів, зміцнення ділянок берегів шляхом зведення різних інженерних споруджень. На Чорному морі під активним впливом людини знаходиться 20 % берегової лінії, на Азовському – 15-18 %.

Одним з істотних антропогенних факторів руйнування берегів є вилучення з берегової зони пляжів і підвідного схилу для потреб будівництва піску, гальки і черепашки. У результаті вилучення великої кількості пісчано-галічного матеріалу намітився швидкий розмив берегової зони, що сприяло зменшенню ширини пляжів, а на окремих ділянках вони цілком зникли.

На Чорному морі цей процес особливо яскраво спостерігався в східній частині Каламитскої затоки (кар'єри в районі м. Саки), на пляжах Південного берега Криму (у районі м. Ялти), Феодосийскої затоки (у районі м. Феодосія), а також у районі Одеської банки, де запаси їх складають приблизно 18 млрд. м3 [5]. В Азовському морі це в основному район м. Бердянська й у межах Азовських кос (Ясенський, Довгий і Бирючий острів). Як відзначається в [6], тільки з коси Довгої щорічно добувалося більш 300 тис. т піску і черепашкового матеріалу.

У результаті видобутку піску й інших матеріалів створюються підводні заглиблення, що змінюють рельєф дна, впливають на гідрологічний режим і динаміку наносів. Крім того, велика шкода наноситься екосистемам берегової зони.

Значний збиток береговій зоні наносить будівництво висунутих у море молових та інших портових споруджень [7]. Вони утрудняють міграцію уламкового матеріалу уздовж берега, порушують цілісність природних берегових систем, викликають локальні розмиви берегів.

Великий вплив на формування берегової зони має кількість виносу річками твердого стоку (гальки, гравію і піску), що витрачається на акумуляцію в береговій зоні і зберігає берега від розмиву.

Так, у результаті регулювання стоку великих річок (будівництва гребель) різко знизився потік уламкового матеріалу по ріках у берегову зону. У зв'язку зі зменшенням надходження в берегову зону алювіального матеріалу очікується розмив акумулятивних форм. Як стверджується в роботі [7], у найближчому майбутньому дефіцит твердого стоку в берегову зону буде збільшуватися, отже, тенденція розмиву берегів підсилиться.

Не менш важливим проявом антропогенного впливу на берегову зону є будівництво й експлуатація морських портів і припортових акваторій. Великі порти розташовуються, як правило, на ділянках односпрямованого переміщення піщаних наносів.

Унаслідок проведення днопоглиблювальних робіт, особливо зі збільшенням прохідних глибин у районах портів до 15 м, відвальні моли зменшилися, а їхній вплив на прилягаючі ділянки берега підсилився.

Портові моли істотно впливають на місцевий режим руху наносів. Вони приводять до акумуляції наносів поблизу молів, порушують баланс наносів, у результаті чого з підвітрянної сторони молу виникають розмиви берегів [1, 7].

Негативний вплив на формування берегової зони Азовського і Чорного морів спричинила зарегульованість стоку великих річок, що впадають у моря. Як відзначається в [8, 9], зарегульованість річок Кубані і Дону виключило з балансу осадового матеріалу берегової зони Азовського моря близько 5 млн. т залученого твердого стоку. Таке різке скорочення осадового матеріалу привело до значного перетворення балансу теригенних речовин узбережжя. Цього обсягу грубозернистого матеріалу з надлишком вистачило б на щорічне відновлення всіх пляжних нагромаджень абразійних берегів.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Міністерство охорони навколишнього природного середовища україни український науково-дослідний інститут екологічних проблем (Укрндіеп) (2)

    Документ
    Етап 2 „Аналіз природних та антропогенних складових утворення сірководню у Чорному морі. Рекомендації щодо шляхів зменшення сірководневого забруднення Чорного моря.
  2. Екологічних проблем

    Закон
    Методика визначення розмірів збитків, заподіяних державі внаслідок порушення законодавства про використання та охорону надр (надалі – Методика), встановлює основні вимоги щодо порядку визначення заподіяних збитків і застосовується
  3. Звіт про стан виконання Національного плану дій з охорони навколишнього природного середовища за 2011 рік

    Документ
    Підготовка проекту акта Кабінету Міністрів України щодо затвердження Положення про загальнодержавну автоматизовану інформаційно-аналітичну систему забезпечення доступу до екологічної інформації та місцевих екологічних автоматизованих
  4. Розробка регіональної програми проведення екологічного та радіаційного моніторингу області

    Документ
    Розроблена Програма моніторингу довкілля Донецької області, яка передбачає втілення в дію плануємих завдань та заходів в два етапи. На першому етапі (2004-2006р.
  5. Міністерство охорони навколищнього природного середовища україни державне управління охорони навколишнього природного середовища в одеській області регіональна доповідь

    Документ
    5.1.1. Заходи щодо збереження біо- та ландшафтного різноманіття, формування екомережі. Стан біо- та ландшафтного різноманіття, структурних елементів екомережі та їх складових 34

Другие похожие документы..