CC BY
375. Вход в пещеру (если оборудован естественный вход) должен быть оборудован решетчатой дверью, не препятствующей циркуляции воздуха и дающей свободный доступ для проникновения в пещеру обитающих в ней организмов (летучих мышей и др.).
Выводы
В статье рассмотрены этапы оборудования пещер Крыма для туристических целей Приведены эколого-технические требования для оборудования пещер, позволяющие сохранить их как природно-ландшафтные объекты.
Список литературы
1. Дублянский В. Н. Карстовые пещеры Украины / В. Н. Дублянский, А. А. Ломаев. -Киев: Наукова думка, 1980. - 180 с.
2. Исаенко О. В. Красная пещера: страницы истории. Научно-популярный очерк / О. В. Исаенко. - Симферополь: Издатель ФЛП Лемешко К. А., 2011. - 92 с.
3. Козлов А. Ф. Два века в судьбе пещер Чатырдага / А. Ф. Козлов, В. Ф. Козлов // Крымъ. - М.: АНО ИЦ «Москвоведение», 2004. - С. 269 - 286.
4. Мальгин А. В. Русская Ривиера / А. В. Мальгин. - Симферополь: СОНАТ, 2004. - 352 с.
5. Сазонова Г. В. Вклад Крымско-Кавказского горного клуба в развитие отечественного туризма / Г. В. Сазонова // Природа. № 2. - Симферополь, 2007. - С. 29 - 37.
6. Тимохина Е. И. Охрана карстовых полостей Чатырдага: прошлое, настоящее, будущее / Е. И. Тимохина // Природа. № 2. - Симферополь, 2007. - С. 20 - 25.
УДК 502.36:711.558(477.75)
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ БЕРЕГОЗАЩИТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИБРЕЖНЫХ
РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОН
Иваненко Т.А., Ветрова Н.М.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
В работе рассмотрены результаты исследования параметров экологического состояния прибрежных территорий западного берега Крыма. Проведена оценка экологической безопасности существующих берегозащитных сооружений в прибрежных рекреационных зонах с целью дальнейшего рекреационного освоения территории побережья Западного Крыма. Обоснованы варианты экологически безопасных технических решений для застройки и эксплуатации прибрежных рекреационных зон АР Крым.
Прибрежная рекреационная зона, экологическое состояние, берегозащитные сооружения.
Введение
На современном этапе под воздействием природно-антропогенных процессов состояние морских берегов характеризуется прогрессирующим их разрушением. Так, в широких масштабах ведется освоение морских побережий, курортное и гражданское строительство, при этом нарушается естественное состояние береговой полосы, что зачастую приводит к негативным экологическим последствиям. Вмешательство в природные береговые процессы с целью экологически безопасного освоения прибрежных рекреационных зон и защиты берегов от разрушения подразумевает обязательное научное обоснование предлагаемых технических решений, согласование предлагаемых решений с
природными элементами при соблюдении действующих нормативных документов в области экологической безопасности.
Анализ исследований и публикаций
Общепризнано, что успешная разработка вопросов инженерного преобразования природной среды невозможна без решения проблем комплексного использования прибрежных ресурсов, охраны и восстановления природы береговой зоны. Существенный вклад в развитие теории динамики морских берегов, применения ее при решении задач берегоукрепления и строительства прибрежных гидротехнических сооружений внесли работы П.К. Божича и Н.Н. Джунковского [1, 2], A.M. Жданова, Б.А. Пышкина [3], Ю.М. Крылова, В.К. Штенцеля, П.С. Никерова, Ф.М. Шихиева, А.В. Мишина. Вопросы рационального освоения прибрежных территорий и охраны природной среды при строительстве портов, инженерной берегозащиты, эксплуатации подводных карьеров, а также загрязнении береговой зоны рассмотрены Г.А. Сафьяновым [4], В.А. Дергачевым [5].
Практические исследования на берегах Черного моря поводились Производственным и научно-исследовательским институтом инженерных изысканий в строительстве Госстроя СССР (ПНИИИС), институтами «Фундаментпроект», «ЧерноморНИИпроект», «УкрГИИНтиз», Институтом гидромеханики АН УССР, объединением «Крымгеология и др. Современные теоретические и прикладные исследования по изучению развития и динамики берегов, движения и динамики наносов, моделированию литодинамических процессов, исследованию трансформации волн в береговой зоне Крыма и экологической безопасности освоения прибрежных рекреационных зон выполняются учеными Морского гидрофизического института НАНУ Ивановым В.А, Горячкиным Ю.Н., Фоминым В.В., Удовиком В.Ф. [6, 7], проектные работы в береговой зоне осуществляются ЦНТУ «Инжзащита», которым в 1986 году была разработана «Региональная схема инженерной защиты Черноморского побережья Крымской области и Горного Крыма» [8].
Постановка задач исследований
При проектировании технических сооружений защитного назначения различных типов необходимо решать комплекс задач, которые учитывают воздействие волн и течений на сооружения, влияние проектируемых объектов на смежные участки берега, режим движения наносов, подводный береговой склон, вдольбереговые течения и водообмен. В настоящее время к числу задач относится соблюдение ограничений, обусловленных требованиями экологической безопасности и охраны природы.
В мировой практике морского гидротехнического строительства важнейшей задачей считается разработка эффективных экологически безопасных конструкций волногасящих сооружений, поскольку применяемые в настоящее время строительные конструкции, как правило, трудоемки, неэкологичны и требуют больших затрат времени на их изготовление и монтаж.
Опыт эксплуатации берегозащитных сооружений показал, что с увеличением рекреационных возможностей возникают нежелательные экологические эффекты:
— повышение техногенной нагрузки на береговую полосу;
— изменение водообмена и вдольберегового перемещения наносов;
— нарушение природных экосистем.
Данные процессы присутствуют практически повсеместно, но в береговой зоне западного побережья Крыма наблюдается устойчивая тенденция к сокращению ширины пляжной полосы в результате действия природных и усиливающихся антропогенных факторов и пляжи не могут гасить энергию штормового волнения и защищать берег от разрушения. Под угрозой устойчивость берегов и многих рекреационных сооружений в прибрежной рекреационной зоне (пос. Фрунзе, пос. Николаевка, с. Песчаное, п. Кача, п. Учкуевка). Предусмотренные в генеральных схемах традиционные методы берегозащиты по оценкам специалистов являются экологически недостаточно эффективными. При этом применение железобетонных сооружений в условиях Западного побережья Крыма, где практически каждый участок берега представляет собой возможную (или существующую)
зону рекреационного пользования не может быть признано экологически безопасным для прибрежных территорий.
Цель данного исследования - обосновать технические решения защиты морских берегов рекреационных зон для улучшения экологического состояния прибрежных рекреационных зон на основе результатов анализа экологического состояния прибрежной зоны Западного Крыма.
Изложение материала и результаты
Для исследования протекающих природно-техногенных процессов был определен участок побережья от пос. Фрунзе Сакского района до Севастопольской бухты (детальные исследования были проведены в пределах участков с. Песчаное до северной окраины пос. Николаевка, с. Береговое - с. Угловое), который активно разрушается морем. Данная территория в настоящее время достаточно активно осваивается в рекреационном направлении.
Выполненный ранее авторами [9, 10, 11, 12] анализ экологической ситуации и комплексная оценка уровня нарушенности экологического состояния прибрежной рекреационной зоны в рамках инженерно-экологического мониторинга позволили выявить основные нарушения экологического состояния (рис. 1).
С учетом выявленных нарушений экологического состояния рассмотрены возможные подходы к снижению, стабилизации и сохранению экологически безопасных параметров территорий и рекреационных ресурсов.
Для выделенных участков с характерным нарастанием нарушений экологического состояния обоснована целесообразность внедрения технических решений - варианты технических решений по стабилизации пляжей на участках активных абразионных процессов (на примере участка в с. Андреевка и участке между с. Песчаное и Береговое, пгт. Николаевка).
Для участков активизации абразионных процессов в с. Андреевка и между с. Песчаное и Береговое с характерным нарастанием нарушений экологического состояния необходимо внедрение технических решений по реконструкции разрушенной пляжной полосы. Так, на исследуемом участке оздоровительного комплекса КНУ им. Шевченко в с. Береговое сохранилась откосно-ступенчатая набережная протяженностью 390 м. Пляж размыт, при волнении силой более 3 баллов гашение волн происходит на упоре и нижних ступенях набережной, упор местами нависает над поверхностью пляжа.
Авторами рекомендуется восстановление пляжной полосы шириной 50 м, поскольку выявлено, что при 20 метровой ширине пляжа уже происходит процесс погашения волн в 4-6 баллов. Наличие пляжа шириной более 20 м. снижает интенсивность размыва и повышает устойчивость берега при условии периодических подпиток его пляжеобразующим материалом.
Для восстановления пляжа шириной 50 м рассчитано количество отсыпаемого материала и стоимость работ (рис. 2, табл. 1).
Поскольку насыпной материал не должен образовывать новый клиф, следует дополнительно досыпать песчано-гравийную смесь для плавного спуска - полученный объем увеличивается в 2 раза, в результате для одного пляжа в существующих условиях потребуется 15600 м насыпного материала.
Рис. 2. Поперечный разрез участка пляжа с откосно-ступенчатой набережной
с. Береговое (составлен авторами)
Затраты на восстановление пляжа (2) включают затраты на приобретение материала, стоимости доставки и стоимости работ по выравниванию материала:
(1)
Где 21 - затраты на приобретение материала, грн
22 - стоимость доставки материала, грн
23 - работы по выравниванию материала, грн.
Побережье данного оздоровительного комплекса песчано-галечное, поэтому в качестве насыпного материала выбрана песчано-гравийная смесь, которая будет доставляться из близлежащего карьера. После пересчета песчано-галечной смеси на массу получим, что для подсыпки 15600 м потребуется 20280 т песчано-гравийной смеси (табл. 1).
С учетом стоимости песчано-гравийной смеси (Ценообразование №5, 2013 г), чтобы досыпать необходимый объем, нужно затратить 21= 1482000 грн. Чтобы доставить 20280 т песчано-гравийной смеси, нужно затратить 22= 516578 грн. Общая сумма затрат составит 2= 3150284 грн.
Таблица 1
Характеристики проекта отсыпки пляжа в с. Береговое_
№ п/п Наименование Ед. изм Значение
1 Расчетная длина пляжа м 390
2 Расчетная ширина пляжа м 50
3 Отсыпаемый объем песчано-гравийной смеси 3 м 15600
4 Масса отсыпаемого материала т 20280
5 Общая сумма затрат, в том числе: грн 3150284
затраты на приобретение материала грн 1482000
затраты на доставку материала грн 516578
затраты на выполнение работ грн 1151706
Следует отметить, что в настоящий период санаторно-оздоровительные комплексы выделяют средства на поддержание пляжей на собственных территориях, постоянно досыпая их, но выполняют этот процесс не в полной мере и на большинстве участков санитарные нормы по площади пляжа - 5 м2 на 1 человека - не выдерживаются; пляжи, находящиеся на балансе местных органов власти часто не ремонтируются, что формирует опасности для объектов, находящихся на них. Высокая подвижность песка в штормовой период приводит также к значительным эксплуатационным затратам после завершения строительства. В ряде
случаев оказывается целесообразным использование в качестве пляжеобразующего материала для восстановления песчаных пляжей галечно-гравийной смеси, что позволяет в несколько раз сократить объем отсыпаемого материала и стоимость берегозащитных мероприятий при сохранении равной волногасящей способности пляжа. Вследствие большей устойчивости гравийно-галечного пляжа существенно сокращаются затраты на поддержание его в стабильном состоянии.
Как показывает анализ предложенного проекта восстановления пляжного покрытия, воссоздание размытых пляжей, а также их стабилизация на участках размыва требует отсыпки значительных объемов пляжеобразующего материала, что обусловливает высокую стоимость мероприятия берегозащиты. Такой метод берегозащиты доступен сейчас только крупным рекреационным учреждениям или должен иметь региональное финансирование.
Исследования природных процессов под воздействием антропогенных нагрузок еще раз подтвердили, теоретические основы разработки технических решений: все берегоукрепительные работы должны проводиться с учетом особенностей определенной местности; берегозащитные сооружения должны регулировать перемещение наносов в прибрежной зоне моря; мероприятия по защите берега должны сохранять и улучшать экологическую обстановку в прибрежной зоне моря и прилегающих к ней участках суши.
По результатам исследования закономерностей формирования экологического состояния территорий с учетом уровня нарушенности параметров природных систем для участка в районе пгт. Николаевка обоснована целесообразность выполнения берегозащитных мероприятий, согласованных с природными процессами участка берега в данном населенном пункте.
Предпринимаемые ранее попытки берегозащиты в виде строительства коротких бун мелкого заложения, возведение откосно-ступенчатого крепления не имели достаточного инженерного обоснования, что сказалось на уровне их эффективности и долговечности. Большая часть возведённых сооружений в пределах прибрежной рекреационной зоны Западного Крыма полностью разрушена, а сохранившаяся не выполняет их функций [9].
В результате проведенных исследований участков побережья Западного Крыма в бухте с. Угловое был выявлен процесс трансформации волн глыбовыми навалами в основании обрывов и подводной грядой, который позволяет обеспечивать сохранение пляжа как рекреационного ресурса [11]. Блоки песчаников и конгломератов из берегового обрыва при обрушении в результате абразии, определяют надводное и подводное накопление глыб (прослежены до глубины 5 м). Они обваливаются крупными блоками (размер блоков: длинной 3-7 м, шириной до 2-2,5 м, толщиной до 0,5-2 м), выносятся в море, и, перемещаясь по морскому дну на расстояние 100 м и более, останавливаются, образуя при этом ленточные подводные острова, ориентированные как вдоль, так и поперек линии берега, что зависит от направления штормовой волны. Образование подводных поднятий на 1-3 м приводит к трансформации берега и волн, что приводит к сохранению ширины пляжа в данном месте. Анализ полученных физико-механических свойств горных пород выявил, что по прочностным свойствам исследуемые образцы песчаника и гравелита могут быть отнесены к породам более высокой плотности (диорит р=2,4-2,9 г/см3; мраморизованный известняк р=2,6-2,7 г/см ) и эти породы могут быть использованы для берегозащитных конструкций согласованных с природными процессами. Данный процесс уплотнения слабых пород песчаников и мелкогалечных конгломератов происходит в природных условиях: насыщаются карбонатными растворами, и попадая в море в виде естественных блоков, закрепляются на подводном склоне. Этот природный процесс увеличения прочности исследуемых пород в морской среде, можно рассматривать как закономерность, которую возможно использовать для создания гидротехнических берегозащитных сооружений, способствующих сохранению пляжной полосы.
На основании выполненных исследований и выявленных закономерностей сохранения параметров пляжа, авторами для участка берега в пгт. Николаевка
предлагаются два варианта строительства подводных искусственных берегозащитных сооружений:
в бухте пгт. Николаевка (составлена авторами)
вариант 1 - размещение продольных железобетонных волногасящих гидротехнических берегозащитных сооружений, расположенных в шахматном порядке параллельно берегу на глубинах 5-10 м на расстоянии 100 м от берега в виде блоков размером: Ь = 5м, Ь = 2,6 м, И = 2м для предупреждения выноса пляжеобразующего материала (рис 3);
песчаников и конгломератов в бухте пгт. Николаевка (составлена авторами)
вариант 2 (рис. 4) - размещения берегозащитных полос-аналогов природных подводных блоков песчаников и конгломератов в бухте пгт. Николаевка в прибрежной зоне моря, которые располагаются в мелководной зоне на глубинах до 10 м на расстоянии до 200 м от берега в виде блоков размером Ь=3-7 м, Ь=2-2,5 м, И=0,5-2 м.
Учитывая, что бухты в пгт. Николаевка и с. Угловое подобны по природным параметрам (геолого-геоморфологическое строение берега и дна, мощность вдольберегового потока наносов, ветро-волновая деятельность) наиболее предпочтительным вариантом берегозащиты по результатам исследования природно-антропогенных закономерностей формирования экологического состояния пляжной полосы с учетом затрат на внедрение является вариант 2 технического решения. Данное сооружение следует рассматривать не как каменную наброску, а как инженерную конструкцию, согласованную с природными процессами, имеющую заданные параметры, ограничивающие вынос пляжного материала и грунта основания. Так же при отсутствии естественного вдольберегового потока наносов для формирования пляжа требуемой ширины предполагается отсыпка искусственного песчано-гравийного пляжа на защищаемом участке. По расчетам затраты на строительство 2 варианта берегозащиты в ценах 2012 года составят 476,3 тыс.грн, что на 62% меньше относительно затрат по 1 варианту. восстановление пляжа - 3,17 млн.грн.; на
На основании приведенных технико-экономических расчетов, вариант 2 технического решения по строительству подводных ленточных волногасящих сооружений - аналогов природных глыб песчаников и мелкогалечных конгломератов в бухте пгт. Николаевка, принят к внедрению ПАО «Крымстрой».
Выводы
1. Технико-экологический анализ эксплуатации существующих берегозащитных сооружений Крыма позволил выявить как положительные, так и отрицательные результаты. Целью строительства комплекса было остановить оползни и абразионное отступание береговой линии, потери прибрежных территорий, разрушение объектов курортно-рекреационного комплекса. К положительным относится увеличившийся приток рекреантов в села Песчаное, Береговое, Угловое. К отрицательным эффектам следует отнести изменения гидрохимических и санитарных показателей вод прибрежной зоны.
2. В проекте берегозащитных мероприятий выбор метода защиты должен быть учитывать природные условия литодинамической системы. В тоже время необходимо соблюдать ограничения, обусловленные требованиями экологической безопасности и охраны природы, обеспечения водообмена и санитарно-гигиенических норм на акватории расположения сооружения. Берегозащитные мероприятия должны обеспечивать минимальные нарушения в настоящем времени и будущем природных факторов в физическом и экологическом аспектах. При выборе типа, размеров и расположения берегозащитных сооружений в литодинамической системе должно учитываться не только достижение поставленной цели на защищаемом участке побережья, но также влияние проектируемых берегозащитных сооружений и мероприятий на примыкающие к нему участки побережья.
3. На основании выявления типов территорий по степени нарушенности их экологического состояния, обоснована целесообразность внедрения комплекса технических решений улучшению экологического состояния прибрежных рекреационных зон Западного Крыма, согласованных с природными элементами территории: вариант 1 - размещение продольных железобетонных волногасящих гидротехнических берегозащитных сооружений, расположенных в шахматном порядке (для предотвращения выноса пляжевого материала) параллельно берегу на глубинах 5-10 м на расстоянии 100 м от берега (размер сооружений: Ь=5 м, Ь=2,6 м, Ь=2м); вариант 2 - размещение берегозащитных полос-аналогов природных подводных блоков песчаников и конгломератов (как в бухте с. Угловое) в прибрежной зоне моря, которые будут расположены в мелководной зоне на глубинах до 10 м на расстоянии до 200 м от берега. Представленные технические решения внедрены в организациях Крыма. Разработанные технические решения обеспечивают снижение уровня нарушенности экологического состояния прибрежных рекреационных зон Западного Крыма.
Список литературы
1. Божич П.К. Морское волнение и его действие на сооружения и берега / П.К. Божич, Н.Н. Джунковский - М.: Издательство министерства строительства и предприятий машиностроения, 1949. - 333 с.
2. Джунковский Н.Н. Введение в гидротехнику / Н.Н. Джунковский - М.: Издательство литературы по строительству и архитектуре, 1957. - 301 с.
3. Пышкин Б.А. Регулирование вдольберегового потока наносов / Б.А. Пышкин, Е.С. Цайтц, Ю.Н. Сокольников - Киев: Наукова думка, 1972. - 136 с.
4. Сафьянов Г. А. Береговая зона океана в XX веке / Г. А. Сафьянов - М.: Мысль, 1978. -264 с.
5. Дергачев В.А Экономико-экологические проблемы морской среды / В.А. Дергачев, М.Т. Мелешкин, А.И. Уемов - К.: Наукова думка, 1982. - 224 с.
6. Природопользование на Черноморском побережье Западного Крыма: современное состояние и перспективы развития : под ред. Иванова В. А. / В.А. Иванов, В.П. Ястреб, Ю.Н. Горячкин, А.В. Прусов, В.В. Зима, В.В. Фомин; - НАН Украины, Морской гидрофизический институт. - Севастополь, 2006. - 324 с.
7. Горячкин Ю.Н. Современное состояние черноморских берегов Крыма / Ю.Н. Горячкин, В.А. Иванов // Доповвд Нацюнально! академп наук Украши. - 2010.-№ 10.- С. 78-82.
8. Региональная схема инженерной защиты Черноморского побережья Крымской области и Горного Крыма / В.А. Зайцев, А. И. Максимов, А. Т. Рыбалка / Украинский государственный республиканский институт по проектированию объектов коммунального строительства «Укрюжгипрокоммунстрой» Крымский филиал. -Симферополь, 1989. - 114 с.
9. Рыжий М.Н. Комплексные мониторинговые исследования состояния берега и берегоукрепительных сооружений Западного Крыма / М.Н. Рыжий, З.Д. Сапронова, Т.А. Иваненко, А.М. Артемьева, В.С. Снегирев // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - 2009. -Вып. 20. - С. 7-10.
10. Иваненко Т.А. Геоморфология и динамика берегов Западного Крыма / Т.А. Иваненко, З.Д. Сапронова // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - 2011. - Вып. 25. - С. 19-25.
11. Иваненко Т. А. Инженерно-геологические особенности побережья Западного Крыма / Т. А. Иваненко // Строительство и техногенная безопасность. — 2012. — Вып. 43. — С. 85—92.
12.Иваненко Т.А. Комплекс экологически безопасных технических решений застройки прибрежных рекреационных зон / Т. А. Иваненко, Н. М. Ветрова // Проблеми екологп. — 2013. — № 1 (31). — С. 91—99.
УДК 622.276
МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ
Чемодуров В.Т., Пшеничная-Ажермачёва К.С.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства, Украина
Рассматриваются особенности освоения морских месторождений углеводородов, в частности, на Азово-Черноморском шельфе Украины. Показаны факторы, которые могут привести к большим отрицательным экологическим и экономическим последствиям. Приведены примеры аварий при добыче углеводородов на шельфе
