Описание графо-аналитическим методом абразионных процессов на Таманском полуострове

Подтопление. Часть участка   которая расположена на территории древней морской террасы занимающей около70% площади площадки  потенциально подтопляемая   в виду слабой и анизотропной водопроницаемости глинистой почвы (большая водопроницаемость в вертикальном   направлении), наличия прослоев и линз песчаных и крупнообломочных грунтов в толще глин, небольшого уклона поверхности террасы, (наличием на ней западин и прочих осложнений рельефа).  В периоды обильных дождей и интенсивного снеготаяния возможно локальное краткосрочное подтопление территории за счет развития временного поверхностного и подземного (вблизи поверхности, приуроченного к прослоям и линзам) горизонта воды типа «верховодки» особенно при нарушении сплошности почвенно-растительного слоя (дерна). По приложению Б (рекомендуемому), по подтопленным территориям (площадь возможной пораженности до 50%) оценивается как умеренно опасная. По участку проложены ливневые  бетонные короба: вдоль автодороги со стороны площадки  и по западному краю вдоль границы с санаторием Факел. В связи со строительством этой сети недостаточно. Рекомендуется предусмотреть инженерную защиту как систему профилактических мероприятий,  к которой относятся: инженерная подготовка территории – организация рельефа,  устройство постоянных и временных водостоков с дорог с водоотливом; локальные средства инженерной защиты – пластовые, пристенные и кольцевые дренажи, а также предупреждающие барражный эффект от фундаментов зданий и сооружений; организация стока дождевых и талых вод с крыш; предупреждение утечек из водонесущих коммуникаций и емкостей с жидкостями – сопутствующие дренажи и другие специальные мероприятия.

Склоновые обвально-оползневые  и абразионные процессы в активной стадии  выявлены за южной границей участка, где площадка морской террасы переходит в клиф. Основным источником оползнеобразования является абразия. Характеристики абразии рассчитаны по методу аналогий с отрезками береговой зоны Таманского полуострова: мыс Панагия – совхоз «Волна», совхоз «Волна» - мыс Железный Рог. Бровка клифа   расположена   местами в 30-60м от границы участка, а в восточном углу местами к ней примыкает.  Клиф   уступами обрывается к морю (рельеф сильно пересеченный, выпукло-вогнутый,  осложнен вывалами, валами, останцами, трещинами, зрозионными промоинами и пр.), образуя обрывистый обвально-оползневой, высотой 14,0-15м,  террасированный склон, размываемый морем. Отметки бровки  клифа 14,5 м, подошвы - 0,5 м.

Ширина зоны клифа  от 15 до 70 м., в среднем 35 м.

Крутизна склона 12- 45^о, в среднем 20^о.

К подошве  клифа  прислонен песчаный (местами валунно-галечниковый) пляж шириной 10-15 м – современная морская терраса. Пляж имеет относительно ровную поверхность, полого наклоненную к морю. Базисом эрозии обвального-оползневого склона является урез моря.

В подошве  клифа  на границе с современными морскими отложениями местами

обнажаются элювиальные, по неогену, местами неогеновые тонкослоистые крутопадающие  глины – соответственно глина зеленовато-желто-серого цвета, (элювий коренных глин), твердая тяжелая , глина аргиллитоподобная, темно-серая, до голубовато-серой, полутвердая, слоистая. Блоки этих глин  слагают «останцы» в клифовой зоне. Глинистый почвенно-растительный слой и делювиальные  набухающие глины – соответственно современный элювий,  почвенно-гумусированный комплекс, глина делювиальная, желто-бурая, твердая, легкая пылеватая , слабонабухающая, сильно размокают, легко размываются, при обводнении переходят в мягкопластичное - текучепластичное (вязкотекучее) состояние - они более подвержены эрозии, оползанию, абразии.  Эти глины в перемешенном  состоянии составляют большую часть маломощного деляпсия,  который не  успевает накапливаться, сползает и вымывается волнами у подножия  клифа.Протяженность клифа – по всему южному побережью Тамани.

Длина бровки клифа в районе участка  380 м, высота в среднем 14,5м.

Длина береговой линии в районе участка 280м.

Склон сложен грунтами: современный элювий, почвенно-гумусированный комплекс; глина делювиальная, желто-бурая, твердая, легкая пылеватая, слабонабухающая; глина зеленовато-желто-серого цвета, (элювий коренных глин), твердая тяжелая ; глина аргиллитоподобная, темно-серая, до голубовато-серой, полутвердая, слоистая и деляпсием этих грунтов.

Таманский полуостров испытывал в  голоцене погружение, продолжающееся и в современное время со скоростью 1-5 мм в год ,что обусловливает абразию берегов, активизацию оползневых процессов. Абразионный берег на Таманском полуострове выражен отчетливо. Море абрадирует рыхлые породы состоящие из неогеновых глин и четвертичных глинистых толщ. Происходит размыв берегового склона прибойной волной и, как следствие, обвалы на береговом склоне, вдольбереговой перенос донных отложений, размыв материала обрушенных берегов прибойной волной, особенно в штормовые периоды, так как отсутствие пляжа шириной более 20м не обеспечивает гашения энергии волн. Плоскостной смыв на береговом уступе образует промоины,и активизирует абразионные процессы. 

Дефляция (ветровая эрозия) повышает интенсивность  абразии берега моря. Ветровая эрозия из всех вышеперечисленных процессов  наименее  выражена. Однако, там, где  обнажаются неогеновые глины (зона клифа)  заметно влияет на процесс выветривания глин, развевая отшелушивающиеся частички и проникая в глубь массива но трещинам, ускоряя процесс.

Исследуемая площадка находится на побережье Таманского п-ва  между мысом Панагия и мысом Железный Рог. Мыс Железный рог сложен относительно прочными породами киммерийского яруса, содержащими железную руду, поэтому он довольно далеко выдвинулся в море от общей линии Таманского берега. Но там где породы более мягкие весь клиф нарушен мощными оползнями. Береговая полоса морского дна почти лишена покрова наносов и представляет собой грядовый бенч, образующийся здесь в результате абразии крутопадающих толщ пород (до 40^о), состоящих из слоев различной устойчивости.

 В настоящее время при  естественных условиях  проектируемые  сооружения  находятся вне зоны клифа и зоны обвально-оползневых процессов, обусловленных морской абразией. Предполагаемая скорость развития опасных геологических процессов высока а при нарушении природных условий строительством, она может увеличиться. Прогноз регрессии береговой линии (рассчитанный по методу аналогии) на 10 лет в естественных ненарушенных строительством условиях  - 3 м., бровки склона – до 16 м.

 

 

 

 

 

 

 

Специальная часть.

2. Оценка геодинамической обстановки территории.

2.1. Описание геодинамического процесса.

     Абра́зия — процесс механического разрушения волнами и течениями коренных пород. Особенно интенсивно абразия проявляется у самого берега под действием прибоя (наката). Горные породы испытывают удар волны, коррозионное разрушение под действием ударов камней и песчинок, растворение и другие воздействия. Менее интенсивно протекает подводная абразия, хотя ее воздействие на дно в морях и озерах распространяется до глубины несколько десятков метров, а в океанах до 100 м. и более.

     Склоновые обвально-оползневые  и абразионные процессы в активной стадии  выявлены за южной границей участка, где площадка морской террасы переходит в клиф. Основным источником оползнеобразования является абразия. Бровка клифа   расположена   местами в 30-60м от границы участка, а в восточном углу местами к ней примыкает.  Клиф   уступами обрывается к морю (рельеф сильно пересеченный, выпукло-вогнутый,  осложнен вывалами, валами, останцами, трещинами, зрозионными промоинами и пр.), образуя обрывистый обвально-оползневой, высотой 14,0-15м,  террасированный склон, размываемый морем. Отметки бровки  клифа 14,5 м, подошвы - 0,5 м.

Ширина зоны клифа  от 15 до 70 м., в среднем 35 м.

Крутизна склона 12- 45^о, в среднем 20^о.

 

Абразионный берег на Таманском  полуострове выражен отчетливо. Море абрадирует рыхлые породы состоящие из неогеновых глин и четвертичных глинистых толщ. Происходит размыв берегового склона прибойной волной и, как следствие, обвалы на береговом склоне, вдольбереговой перенос донных отложений, размыв материала обрушенных берегов прибойной волной, особенно в штормовые периоды, так как отсутствие пляжа шириной более 20м не обеспечивает гашения энергии волн. Плоскостной смыв на береговом уступе образует промоины,и активизирует абразионные процессы.

 

2.2. Факторы формирования и развития  процесса.

     Концентрация волновой  энергии у мысов изрезанного  берега и недонасыщение береговой зоны наносами способствуют возникновению абразионного процесса. Важнейшей предпосылкой развития абразионного берега является также крутой уклон исходного профиля подводного берегового склона. При этом условии расход энергии волны при прохождении ее над подводным береговым склоном происходит лишь в пределах узкой зоны дна, поэтому к береговой ,пинии волны приходят с большими запасами энергии. При разрушении волн, т. е. при прибое, который в данных условиях имеет особенно бурный характер, максимальное механическое воздействие на слагающие берег породы приходится на участок, непосредственно прилегающий к береговой линии. В результате здесь образуется выемка — волноприбойная ниша. Дальнейшее углубление ниши приводит к обрушению нависающего над ней карниза. В зону прибоя поступает масса обломков породы. Они служат теперь материалом, при помощи которого прибой, бомбардируя ими образовавшийся уступ, еще интенсивнее разрушает берег.

     Процесс выработки  волноприбойной ниши и обрушения  нависающего над ней карниза  повторяется неоднократно. Постепенно  вырабатывается вертикальный или  почти вертикальный уступ— абразионный обрыв, или клиф. По мере отступания клифа под ударами волн и прибоя перед его подножьем вырабатывается слабо наклоненная в сторону моря площадка, называемая бенчем. Бенч начинается у самого подножья клифа, т. е. у волноприбойной ниши, и продолжается также ниже уровня моря.

      Чем больше идет  отступание клифа, т. е. чем  дольше и интенсивнее работает  абразия, тем положе становится  та часть бенча, которая прилегает  к клифу. Благодаря этому профиль  абразионного берега постепенно  приобретает вид выпуклой кверху  кривой. Выположенная верхняя часть профиля становится все шире, и со временем волнам, для того чтобы достигнуть берега, приходится преодолевать очень широкую полосу образовавшегося мелководья. Большая затрата волновой энергии при прохождении над мелководьем приводит в конечном счете к затуханию, а затем и к полному прекращению абразии. Таким образом, абразия сама, по мере своего развития, создает условия, которые ставят предел абразионному процессу.

       Скорость абразии  оценивается величиной отступания  бровки или подножья клифа  за определенный отрезок времени,  например за год. Она зависит  от параметров волн, но есть  и ряд других условий, ее  определяющих. Так, высокие берега  отступают медленнее, чем низкие. Берега, сложенные более прочными  породами, разрушаются медленнее,  чем берега, сложенные рыхлыми  или слабосцементированными породами. Замечено, например, что берега, сложенные  кристаллическими изверженными  породами, нередко вообще не обнаруживают  сколько-нибудь заметных признаков  отступания. Берега же, сложенные  глинами, мергелями, суглинками, песками или слабосцементированными  песчаниками, отступают очень  быстро, на несколько метров в  год.

Склоновые обвально-оползневые  и  абразионные процессы в активной стадии  выявлены за южной границей участка, где площадка морской террасы  переходит в клиф. Основным источником оползнеобразования является абразия. Бровка клифа   расположена   местами в 30-60м от границы участка, а в восточном углу местами к ней примыкает.  Клиф   уступами обрывается к морю (рельеф сильно пересеченный, выпукло-вогнутый,  осложнен вывалами, валами, останцами, трещинами, зрозионными промоинами и пр.), образуя обрывистый обвально-оползневой, высотой 14,0-15м,  террасированный склон, размываемый морем. Отметки бровки  клифа 14,5 м, подошвы - 0,5 м.

Ширина зоны клифа  от 15 до 70 м., в среднем 35 м.

Крутизна склона 12- 45^о, в среднем 20^о.

К подошве  клифа  прислонен песчаный (местами  валунно-галечниковый) пляж шириной 10-15 м – современная морская терраса. Пляж имеет относительно ровную поверхность, полого наклоненную к морю. Базисом эрозии обвального-оползневого склона является урез моря.

 

 

2.3.Методы прогноза и  оценки интенсивности процесса.

 

Для расчета ширины зоны переработки  берегов используют два основных метода Г.С. Золоторева и Е.Г. Качугина. Оба метода являются графо- аналитическими и используют такую характеристику ,как высота волны h_в, определяемую по монограмме А.П. Браславского на основе длины разгона волны D,км и глубины водоема.

Метод Г.С. Золоторева. По монограмме А.П. Браславского в соответствии со значениями длины разгона волны и глубины водоема определяем высоту волны h_в. Определить глубину бровки откоса отмели

-для  10-летнего срока -1,5 h

-на  конечный срок: для легкоразмываемых  пород-(2,5-3,0) h_в

для трудноразмываемых –(2,0-2,5) h_в

По  формуле Н.Н. Джунковского вычислить высоту наката волны.

h_н=1,6k* h_в*tgα-на 10-летний срок

h_н=3,2k* h_в*tgα-на конечный срок,

                где α-угол наклона берега до размыва,…град.

К-безразмерный коэффициент ,зависящий от степени шероховатости размываемых пород: для гравия -0,62,песка-0,65,суглинка-0,71,глин-0,83.

На поперечной расчетной схеме  провести линию нормального подпертого уровня(НПУ),линию бровки откоса отмели и линию высоты наката ,уточнить положение линии дна водоема.

На линии бровки откоса отмели выбрать  на произвольном расстоянии от берегов  точку А- проекцию бровки подводной отмели на плоскости чертежа.

Из точки А провести 2 прямые :вниз по склону под углом α_n .

После построения всех необходимых  углов определить площадь аккумулятивной части отмели F₁ и площадь размытой части склона F₂ . Деление м первой на вторую вычислить коэффициент аккумуляции и сравнить его с табличным . В случае многослойной толщи контрольный коэффициент аккумуляции получают как средневзешенный  –с учетом мощности слоев ,обнажающихся в разрезе. Если рассчитанный и контрольный коэффициенты не совпадают ,то построение повторяют, переносят т.А вправо или влево от ее первоначального положения . Необходимо помнить ,что при переносе т.А вглубь акватории значения коэффициентов аккумуляции возрастают.

После того, как  методом подбора  добиваются совпадения рассчитанного  и контрольного коэффициентов аккумуляции ,полученный профиль переработки выделяют зоны переработки и аккумуляции и определяют его длину.