Сучасні зміни контуру берегової лінії оголовків кос Азовського моря

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одеський державний екологічний університет,

кафедра океанології та морського природокористування

СУЧАСНІ ЗМІНИ КОНТУРУ БЕРЕГОВОЇ ЛІНІЇ ОГОЛОВКІВ КОС АЗОВСЬКОГО МОРЯ

М.О. Сагайдак, аспірант

М.А. Берлінський, д. геогр. наук, професор

Анотація

Велика кількість кос - характерна риса берегів Азовського моря. Коси є на всьому узбережжі Азовського моря. Однак коси, орієнтовані вглиб Азовського моря, є лише на північному узбережжі. Поточна робота є спробою вперше провести аналіз доступного ретроспективного та сучасного матеріалу для зіставлення змін контуру берегової лінії кос Азовського моря у межах зони підконтрольної Україні.

Ключові слова: Азовське море, коси Азовського типу, динаміка, зміни контуру, дистальна частина, абразія, акумуляція донних наносів.

Аннотация

М. А. Сагайдак, аспирант Н. А. Берлинский, д. геогр. наук, профессор Одесский государственный экологический университет, кафедра океанологии и морского природопользования

СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОНТУРОВ БЕРЕГОВЫХ ЛИНИЙ КОС АЗОВСКОГО МОРЯ

Большое количество кос - характерная особенность берегов Азовского моря. Косы есть на всём побережье Азовского моря. Однако, косы, ориентированные вглубь Азовского моря, есть только на северном побережье. Настоящая работа представляет собой попытку впервые произвести анализ доступного ретроспективного и современного материала для сопоставления динамики Азовских кос, в границах зон подконтрольных Украине.

Ключевые слова: Азовское море, косы Азовского типа, динамика, изменения контура, дистальная часть абразия, аккумуляция донных наносов.

Annotation

M. Sahaidak N. Berlinskyi Odessa State Environmental University, Oceanology and marine management department

MODERN CHANGES COUNTOUR OF COASTLINE SPITS OF THE SEA OF AZOV

Problem Statement and Purpose. At present the studying of the shores and their dynamics configuration and especially the most active parts - the heads of the Azov spits, is caused by both reasons dynamic and geopolitical changes as well.

A large number of spits is a characteristic feature of the shores of the Azov Sea. There are spits all over the coast of the Azov Sea. However, spits oriented deep into the Azov Sea shore line there are just on the northern sea area. The reason of intense lithodynamic processes in the coastal zone of the Azov is the high velocities of currents in the bottom layer as a result of storm winds. In the coastal zone of the sea the cycle of abrasion rate from 1 to 4 m per year (sometimes up to 15m per year) was established. Fluctuations in the level of the Azov Sea are provides by many natural factors acting simultaneously and input to abrasion processes. The largest range of fluctuations is associated with wind activity phenomena.

Data & Methods. In the paper takes into account the regular field studies of the position of the coastline of the distal parts - the streamer heads using of satellite radio navigation systems - GPS receivers. The radio navigation equipment recorded the exact route along the interaction zone. The sampling was carried out in a calm period on the sea surface.

The data in situ (recorded routes) were compared with retrospective data of GIS systems. Cartographic materials, various specialized sources of information and satellite images were also used for the further analysis.

Results. In fact, this paper is an attempt for the first time analysis of the available retrospective, modern and satellite monitoring data for the comparing of the dynamics of the Azov spits in frame of Ukraine area.

As an example the dynamics of the coast line of the spits: Biryuchiy Island, Obitochnaya, Berdyanskaya and Belosaraiskaya were done.

The study of the modern state of the Ukrainian coast line in the Azov Sea, the possible degradation of the coastal part of the sea and the reasons causes of it is essential for the sustainable development of the economy, the recreational potential of the region, the social level of the population and the geopolitical situation in the event of delimitation in the Azov Sea.

Keywords: Sea of Azov, spits of the Azov, dynamics, contour changes, distal part, abrasion, accumulation of bottom sediments.

Вступ

Вивчення сучасного стану українського узбережжя Азовського моря, можливої деградації прибережної частини моря та причин, що її викликають, має суттєве значення для сталого розвитку економіки, рекреаційного потенціалу краю, соціального рівня населення та геополітичної обстановки у разі делімітації в Азовському морі.

Об'єктом дослідження є мінливість контурів берегової лінії оголовків кос північного узбережжя Азовського моря, а саме: коса Бирючий острів, Обитічна, Бердянська та Білосарайська коса. Предметом дослідження є зміни контурів берегової лінії країв кос (дистальна частина) як результат природних та антропогенних змін у гідрографії Азовського моря.

Мета дослідження полягає у виявленні направленості динаміки берегової лінії. Для досягнення поставленої мети було поставлено такі завдання: коса азовський море береговий

1) проаналізувати попередні дослідження у районі дослідження;

2) побудувати знімки з відображенням динаміки берегової лінії;

3) по можливості визначити кількісні значення динаміки кос (площі, відстані).

Азовське море має глибоко порізану та звивисту берегову лінію. Наявність багатьох кос та їх підводних продовжень обмежують та ускладнюють навігацію у морі. Існування Білосарайської та Довгої коси створюють вузьку ділянку акваторії, і поділяють Азовське море на дві істотно різні гідрологічні ділянки, а саме на відкриту частину Азовського моря та Таганрозьку затоку. Актуальність проведення досліджень з вивчення морфології, динаміки та змін контурів берегової лінії кос Азовського моря, в межах України, викликана стійкими кліматичними змінами (стабільне підвищення рівня моря, зміна переважного напряму вітру тощо), а також відсутністю досліджень прибережних північних районів науковими установами Москви, Севастополя та Ростова-на-Дону після подій 2014 року. Щорічно берегова лінія у своїх дистальних частинах (оголовках, краях) змінює своє положення, витягнутисть та площі. У період обговорень намірів про делімітацію в Азовському морі згідно з конвенцією ООН з морського права питання вивчення динаміки оголовок кос стає ще актуальнішим.

Рис. 1 Схема району дослідження

У статті розглянуто динаміку кос із 2006 по 2020 роки. Для виявлення причин змін берегової лінії (причин акумуляції або абразії берегів) не вистачає даних про течії в районі досліджень за різних напрямків вітрів. Швидкості течій у придонному шарі моря, спричинені дією штормових вітрів, здатні викликати інтенсивні літодинамічні процеси у прибережній зоні Азовського моря.

Зміщення кіс у західному напрямку відбувається не паралельно: південна частина кожної коси зміщується з дещо більшою швидкістю, внаслідок чого відбувається поступове витягування кіс уздовж берега. Ускладнення берегової лінії акумулятивними косами спричинило певні трансформації у циркуляції прибережних вод - розвиток уздовж берегових течій вздовж східного берега кіс, прибережних течій вздовж західного берега і особливих кругоутворних течій у затоках (Непша, 2010; 2017).

Для визначення динаміки кос Азовського моря, у межах України, було вивчено картографічні матеріали 2006-2009 років та проведено сучасні топографогеодезичні зйомки на оголовках кос північного узбережжя Азовського моря. Після проведення польових робіт було побудовано схеми з накладенням берегових ліній у різні періоди спостережень.

Матеріали і методи дослідження

У наукових літературних джерелах відзначені сучасні зміни клімату в атмосфері, що призвели до кліматичних змін океану. Ці зміни позначилися не лише на температурі повітря та атмосферних опадах, температурі та солоності морських вод, але також і на гідрометеорологічному режимі берегової зони та на водному балансі Чорного та Азовського морів. Активізувалося зростання рівня морів упродовж минулих десятиліть. Всі подібні зміни знайшли відгук берегової зони, яка відреагувала на них та набула відповідних трендів розвитку. Вплив антропогенних та природних факторів позначився на складі води, концентрації солей у морях України, що зрештою вплинуло на характер рослинності та тваринного світу берегової зони. Почала змінюватися природа берегової зони як складової Світового океану та її підрозділів, зокрема Чорного і Азовського морів (Берлінський, Сагайдак, 2021, с. 20-29).

Коси Азовського типу - унікальні природні утворення, які рідко зустрічаються в береговій зоні Світового океану. Закономірності їх формування викладені в фундаментальній праці В. П. Зенковича (1962). Морфологія та динаміка кос вивчалась багатьма дослідниками (Мамикіна, 1977; Мамикіна, Хрустальов, 1980; Артюхин, 1989; Шуйський, 1974; Шуйський, Вихованець, 1984).

При аналізі та пошуку наукових матеріалів з морфології, динаміки та змін контурів берегової лінії кос в Азовському морі відзначено великий перелік щодо кос у районі Криму (коса Тузла) та східної частини Азовського моря (коса Довга, район Верб'яної коси).

При розгляді списку використаної літератури в аналізі сучасної морфодинаміки берегової зони кос «азовського» типу, розташованих в межах України (Давидов, 2018), необхідно зазначити, що 9 з 10 матеріалів мають історичний характер (1896-1980 року) і єдине джерело, власна публікація (Давидов, 2010).

Аналізуючи інший список літератури у публікації (Даценко, Непша, 2018) також відзначаємо історичне походження літературних джерел - 1940-1987 року. У цій публікації є два посилання на сучасні публікації 2008-2010 років по Азовському морю (Матишов, 2008; Непша, 2010).

Частково розглянуто прибережні динамічні процеси, що впливають на динаміку кос Азовського моря, у роботі (Берлінський, Сагайдак, 2021, с. 20-29).

Підсумовуючи з огляду літератури можна дійти до таких висновків. В останні 10-річчя спостерігаються пропуски у вивченні кос Азовського моря, у межах акваторій підконтрольних Україні, а також седиментації, змін берегової лінії та морфодинаміки берегової зони всього Азовського моря. На фоні розглянутих публікацій серед кос Азовського моря українського узбережжя виділяється вивченістю Бердянська коса. Сучасний аналіз морфодинамічних процесів та змін контуру берегової лінії коси Бирючий острів, Федотової коси, Обиточної коси та Білосарайської не знайдено і, швидше за все, немає.

В основу для аналізу змін контурів берегової лінії оголовок кос Азовського моря покладено метод порівняння доступних картографічних матеріалів, супутникових знімків та топографо-геодезичних зйомок - польових досліджень у районі оголовок кос.

Результати дослідження та їх аналіз

В останні десятиліття в межах узбережжя Азовського моря виявилися катастрофічно небезпечні геологічні процеси, що змінили напрямок еволюції геосистеми та сприяли її деструкції. Тому виявлення причин та наслідків антропогенних змін геологічного середовища узбережжя, їх динамічних характеристик та надання можливих рекомендацій щодо відновлення є дуже важливим та актуальним напрямом досліджень (Зінченко, 2016).

Розташована в північній частині Азовського моря коса Обитічна заслуговує на особливу увагу, оскільки в майбутньому, можливо, матиме геополітичне значення, оскільки процеси абразії оголовка коси та відсутність належної уваги до процесів скорочення площі коси може призвести до наближення кордону (зменшення площі) територіального моря України у разі делімітації кордону в Азовському морі. Вплив абразії як фізичний фактор дії скорочує берегову частину від якої йде відлік вихідних ліній при делімітації кордонів. Відповідно до Конвенції ООН з морського права у місцях, де берегова лінія глибоко порізана і звивиста застосовується метод прямих вихідних ліній. Прямі вихідні лінії проводяться до обсихаючих при відпливі височин і від них лише у тому випадку, якщо на них зведені маяки або подібні споруди, що знаходяться завжди над рівнем моря, або в разі, якщо проведення вихідної лінії до таких височин або від них одержало загальне міжнародне визнання (Конвенція Організації Об'єднаних Націй з морського права, 1982). Обитічна коса має на своїй території маяк, але, як зображено на рисунку з аналізом динаміки коси краю острова, існує тенденція до витягування у бік берега.

Із техногенних факторів, що впливають на процеси осадконакопичення в Азовському морі на сучасному етапі, особливо слід виділити зарегулювання стоку річок, стоки та викиди забруднюючих речовин у море, що спричиняють деградацію екосистеми водойми. Промислове та сільськогосподарське виробництво, діяльність портових служб, судноплавство та днопоглиблювальні роботи, звалища ґрунту, рекреаційне використання узбережжя також зумовлюють різноманітне та інтенсивне надходження техногенного матеріалу до акваторії. Обсяги техногенного матеріалу, що надходить, можна порівняти з обсягами сучасного природного осадконакопичення, а іноді перевищують його (Берлінський, Сагайдак, 2021, с. 20-29). У той самий час сучасний стан берегів Азовського моря, як і Чорного моря, характеризується переважанням абразійних процесів над акумуляцією. Руйнування зазнають береги, складені переважно лесоподібними суглинками, підстилаючими скіфськими глинами, хапровськими та танаїськими пісками.

Таким чином формується баланс витрат та осадконакопичення. В даний час все більше заявляє про себе гострий дефіцит наносів, що склався протягом голоцену (Берлінський, Сагайдак, 2021, с. 20-29). У результаті більшість вітрохвильової енергії витрачається не на переміщення наносів, а на зміни абразійних форм прибережно-морського рельєфу.

Обитічна коса

Вивчення зміни контуру берегової лінії оголовка Обитічної коси має важливе геополітичне значення у разі делімітації кордону в Азовському морі про що згадувалося вище.

На рисунку 2 відображено зміни берегової лінії з 2009 по 2020 роки із використанням супутникових радіонавігаційних систем - GPS приймачів.

З історичних джерел слідує, що раніше коса була корінною частиною з багатьма прилеглих до оголовка островів. Розглядаючи супутникові знімки Landsat 5 (ESA archive) з 1984 року відзначається єдина мілина без островів аж до 2013 року. У 2013 році край коси був розмитий і перетворився на острів.

Рис. 2 Динаміка оголовка Обитічної коси з 2009 по 2020 роки

З 2013 року по сьогодні триває розмив коси, що поділяє її на 1-2 острови. На місці розмитої частини коси сформувалася промоїна із глибинами 1,4-5,0 метрів. У 2018 році у промоїні сформувався невеликий (приблизно 680 кв.м.) острів, а вже в 2020 році цей острів з'єднався з корінною частиною Обитічної коси. У дистальній частині Обитічної коси розташована база відпочинку підприємства «Мотор Січ». У районі бази відпочинку, по обидва боки коси, з літа 2020 проводиться берегоукріплення.

Розглядаючи динаміку коси Обитічної можна відзначити абразію північної сторони оголовка коси. Дистальна ділянка корінної частини коси весь час знаходиться під впливом різноспрямованих морфологічних процесів: з 2013 по 2017 тут домінувала абразія, а з 2018 по 2020 акумулюються наноси (піщаночерепашкові вали).

Аналізуючи напрямок і форму крайніх ділянок острова і корінної частини коси, можна дійти до висновку, що абразію берега викликає хвильовий вплив на берег викликаний сильними східними вітрами.

Таблиця 1

Числові значення динаміки Обитічної коси