Антропогенные воздействия на ландшафты и их последствия
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Одно из ведущих мест в инфраструктуре Санкт-Петербурга занимает санитарно-курортный и рекреационный комплекс, расположенный в городской черте. Исторически сложившуюся курортно-оздоровительную направленность имеет северное побережье Финского залива. С 1995 года вступил в силу закон Российской Федерации "О природный лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах", согласно которому Правительство РФ определяет основные направления Государственной политики в сфере санитарно-курортного лечения и отдыха. В соответствии с указанным законом в 1996 году Правительством была принята программа развития курортов, в которой Курортной зоне Северного побережья Финского залива был придан статус курорта федерального значения.
В Курортную зону Северного побережья Финского залива почти полностью вошла территория Курортного района Санкт-Петербурга, большая часть которой представляет собой второй округ санитарной охраны курортной зоны. Северное побережье залива характеризуется уникальным природным ландшафтом, в состав которого входят лесные массивы, песчаные дюны, многочисленные озера и реки, восточная часть Финского залива. Наличие лечебных грязей и минеральных вод, не уступающим по своим характеристикам лечебным водам многих известных курортов, позволяет лечить здесь широкий спектр заболеваний. Благоприятные природные условия, а также одновременная близость и удаленность курортно-оздоровительной зоны от центра Санкт-Петербурга (20-50 км) привлекает в курортный район для отдыха и лечения петербуржцев и жителей других регионов России.
Курортный район Санкт-Петербурга обладает многочисленными здравницами, домами и базами отдыха, туристическими базами и комплексами. Здесь расположен реабилитационный центр "Детские дюны". Учитывая уникальность северного побережья Финского залива, в ближайшем будущем здесь предусмотрено строительство новых рекреационных комплексов и объектов, планируется строительство международного яхт-клуба, гольф-парка, аква-парка и других объектов.
Не меньшую популярность для отдыха петербуржцев имеет и Южное побережье Финского залива, располагающее уникальными садово-парковыми комплексами и историческими архитектурными памятниками в городах Ломоносов, Петродворец, Стрельна.
Излюбленным местом отдыха граждан является и садово-парковые комплексы, расположенные на островах в дельте р. Невы (о-ва Елагин, Крестовский и др.). Наряду с реками и каналами, острова украшают многочисленные естественные и искусственные водоемы.
Развитие курортных и
Природные комплексы побережья
Невской губы и восточной части
Финского залива используется как в
рекреационных, так и для различных
видов хозяйственной
Рекреационная функция любой территории
относится к видам
В связи с этим крайне важной является задача контроля и оценки текущего санитарно-экологического состояния водных объектов, расположенных в курортно-оздоровительных и рекреационных зонах Санкт-Петербурга. Прежде всего это касается береговой зоны Невской губы и восточной части Финского залива, а также водоемов и водотоков, расположенных на их побережье. В конечном итоге анализ состояния водных объектов и их водосборных бассейнов должен лечь в основу разработки комплекса жестких водо-охранных мер направленного на оздоровление и охрану водных объектов и обеспечение экологической безопасности в курортных и рекреационных зонах Санкт-Петербурга.
Цель настоящей работы - оценка
санитарно-экологического состояния
береговой зоны Невской губы и
восточной части Финского залива
и их побережья как основы для
разработки специализированного
Гидрогеологическая характеристика
Невской губы и восточной части
Финского залива.
В этом разделе приводятся общие сведения о гидрогеологическом режиме Невской губы и восточной части Финского залива, которые необходимы для понимания особенностей формирования экологического состояния их прибрежной зоны.1
Невская губа.
Невская губа представляет собой участок акватории Финского залива, расположенный восточнее о. Котлин. Это полузамкнутый мелководный водоем, западная граница которого в настоящее время проходит по створу сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений. С востока границей губы служит бар р. Невы, который представляет собой систему отмелей, разделенных между собой ложбинами - фарватерами и является продолжением дельты р. Невы. Длина бара 3 - 5 км, ширина - 13 - 15 км; глубина на отмелях составляет до 1,5 - 2,5 м, на фарватерах - до 1,5 - 3,5 м. Невская губа сообщается с Финским заливом двумя проливами: Северными и Южными воротами. Ширина Северных ворот составляет около 12 км, естественные глубины 3 - 4 м; ширина Южных ворот - 6 км. В Южных воротах расположена обширная Ломоносовская отмель с глубинами около 1 м. Длина Невской губы составляет 21 км, наибольшая ширина - 15 км. Площадь водного зеркала - около 380 км. Объем водной массы - 1,6 куб. м. Преобладающие глубины в губе составляют от 3 до 5 м. Наибольшие естественные глубины не превышают 6,4 м. С востока на запад Невскую губу пересекает Морской канал, ширина которого составляет 100 м, а глубина 12 м.
Воды р. Невы вливаются в Невскую губу пятью мощными потоками: Большая и Средняя Невки, продолжением которых служит Елагинский фарватер; Малая Невка и Малая Нева, переходящие в Петровский фарватер; Большая Нева, разделяющаяся на Галерный, Корабельный и Гребной фарватеры. В Невскую губу, кроме р. Невы, впадает 8 рек, наиболее крупными из них являются реки Стрелка, Дудергофка и Шингарка.
Средний расход воды р. Невы за 140-летний период наблюдений (с 1859 г.) составляет 2500 куб. м/с. Указанный период включает серию лет как с очень высокой (3470 - 3670 куб. м/с), так и очень низкой (1340 - 2380 куб. м/с) водностью. Водный режим реки является важным фактором, определяющим санитарно-экологическое состояние Невской губы. С уменьшение расхода воды в Неве ослабевает стоковое течение в Невской губе, что способствует расширению прибрежных застойных вод
Уровенный режим Невской губы тесно связан с особенностями атмосферной циркуляции над Балтийским морем и Финским заливом. На уровенный режим губы значительно меньшее влияние оказывают такие факторы как расход воды, ледовый режим, заторы и зажоры льда. Самое большое воздействие на поверхность Финского залива и Невской губы оказывает ветер. В зависимости от скорости, направления и продолжительности ветра в открытой Балтике и Финском заливе формируется длинная волна, нагон - сгон или сейша, или все вместе взятое . Однако независимо от денивиляции водной поверхности всякий подъем воды в Невской губе, вызванный ветром, принято сокращенно называть нагоном, а всякий спад сгоном.
Система течений в Невской губе неустойчива, а водные массы очень подвижны. При стоковых течениях в губе из-за наличия препятствий (отмели, дамбы) и неровностей берега, возможно образование на отдельных участках губы застойных зон, которые разрушаются при смене стоковых течений на стоково-градиентные или стоково-ветровые. Средние скорости переноса невских вод в губе составляют 6 - 8 см/с в северной и 1 - 5 см/с в южной частях губы.
В мелководной Невской губе температура воды в гораздо большей степени следует за температурой воздуха, чес в реке Неве. В летние месяцы при маловетреной погоде суточная амплитуда колебаний температуры воды в поверхностном слое может составлять до 2 - 3 градусов С. В период, когда водные массы нагреваются (апрель - июль), температура у берегов несколько выше, чем в центре губы, а в период интенсивного охлаждения (октябрь - ноябрь), напротив, ниже. Это различие наиболее заметно в годы с малой водностью. В прибрежных районах Невской губы вода в летний период прогревается до 24 - 26 градусов С.
Невская губа является пресноводным водоемом. Соленость в губе к северу от Морского канала не превышает 0,07 %, к югу - колеблется от 0,07 до 0,3 %. При сгонных ветрах северо-восточного, восточного и юго-восточного направлений в Невскую губу по дну Морского канала проникают солоноватые воды, обычно достигающие траверза Петродворца, реже распространяющиеся до Золотых ворот или Морского торгового порта. Выход солоноватых вод за бровки Морского канала - явление редкое. Однако известны случаи, когда соленость воды на Южно-Лахтинской отмели в районе Стрельны возрастала до 1,5 - 2,7 %. В целом расход солоноватых вод в Морском канале относительно невелик - обычно 50 - 100 куб. м/с, реже - около 400 куб. м/с.
Прибрежная зона Невской губы представляет собой акваторию, ограниченную 1,5 м изобатой - границей распространения высшей водной растительности и занимает около 50 кв. км. Из них с северным побережьем губы связано около 17 кв. км, с южным - около 16 кв. км. Протяженность береговой линии составляет около 110 км. Комплекс защитных сооружений и бетонированные берега протянулись примерно на 30 км, около 3,5 - 4 км занимают рукава Невы.
Северное побережье Невской губы представляет собой низменную террасу, шириной 2 - 4 км, заросшую кустарником и мелким лесом. Южное побережье губы от устья реки Невы до Стрельны низкое, к западу от Стрельны - более высокое, почти на всем протяжении чередуются леса и парки. Повсюду в прибойной зоне много камней и валунов.
Финский залив.
Финский залив Балтийского моря простирается по линии мыс Пысаспеа (Эстония) - западная оконечность полуострова Ханко (Финляндия) в направлении на восток - северо-восток до устья р. Невы. Длина залива около 400 км, ширина у входа Пысаспеа - Ханко - 70 км, на меридиане о. Мощный увеличивается до 130 км, а восточнее (Шепелевский разрез) сужается до 20 км. Общая площадь водного зеркала 29 700 кв. км (7 % от общей площади Балтийского моря). Объем водной массы - 1120 куб. км (5 % от объема водной массы Балтийского моря). Часть Финского залива, располагающаяся восточнее о. Гогланд, принято называть восточной частью Финского залива, площадь водного зеркала которой составляет 12 500 кв. км, объем водной массы - 276 куб. км. Максимальная глубина восточной части Финского залива достигает 60 - 65 м в районе о. Гогланд, в восточном направлении происходит уменьшение глубин.2
Восточная часть Финского залива представляет собой переходный район от пресноводного к солоноватоводному. На режим ее солености сильное опресняющее влияние оказывает сток впадающих в него рек, и, прежде всего, реки Невы. В направлении с востока на запад, по мере уменьшения влияния речного стока, соленость воды в заливе возрастает. Пресная вода распространятся в западном направлении по поверхности залива, напротив, солоноватые воды в виде клина продвигаются в восточном направлении. Соленость воды на поверхности с востока на запад изменяется от 0,2 до 5,8 %, у дна - от 0,3 до 8,5 %. В условиях термической стратифакции в летний период (июль - август) температура воды в верхнем 10-м слое может достигать 25,5 - 21 градус С, в то время как в придонных горизонтах температура не превышает 3 - 4 градуса. В прибрежных районах залива в весенне-летний период вода прогревается быстрее и температура ее оказывается на 2 - 5 градусов выше, чем на поверхности открытой части залива. Напротив, в период осеннего охлаждения температура воды в прибрежье быстрее снижается и оказывается на 2 - 3 градуса ниже, чем на поверхности глубоководной зоны.
Морфодинамика и геоэкологические особенности прибрежной зоны Невской губы.
Невская губа является крайней восточной частью Финского залива. Длина губы составляет 21 кс, наибольшая ширина - 15 км. Общая площадь акватории 329 кв. км. Преобладающие глубины - 2 - 2,5 м и лишь кое-где выходят за пределы 5-метровой изобаты. Дно Невской губы исключительно ровное, полого погружающееся на запад от глубин 1 - 2 до 4 - 5 метров у острова Котлин.
Морфология донной поверхности.
В геоморфологическом отношении в пределах Невской губы можно выделить следующие районы: авандельта р. Невы, располагающаяся непосредственно у Санкт-Петербурга в районе впадения невских рукавов. Природные глубины здесь составляют 1 - 3 м. В рельефе дна практически выражено лишь русло реки Большая Нева, которое просматривается в виде серии отчетливых ложбин, дно которых имеет отметки глубже 5 метров. Осадконакопление в этом районе проявлено исключительно слабо, аккумуляторные образования типа баров практически отсутствуют. В приустьевой части реки Большая Нева мощность песчанистых осадков составляет 3 - 5 и менее сантиметров, ниже залегают уплотненные озерные и ледниково-озерные глины. Мощность песков несколько возрастает в сторону морского канала, а также к северному берегу. Однако, в последнем случае большая часть песчаного покрова уничтожена при намыве новых городских территорий, а на поверхности дня вскрываются плотные глинистые осадки.
Впадина в западной части губы, ограниченная изобатой 5 м, имеющая плоское дно с тонким покровом илов (преимущественно менее 50 см). Склоны крайне пологие, тем не менее западные отличаются несколько большей крутизной и четко контролируют распределение донных осадков: смену илистых отложений песчаными и песчано-гравийными.
Центральная мелководная равнина Невской губы с глубинами от 2 до 5 метров и легким уклоном к западу. Она расположена между вышеописанной впадиной и авандельтой реки Невы. С севера и юга равнина отделена от прибрежных мелководий мелкими ложбинообразными углублениями с нечетко выраженными границами.
Мелководное поднятие о. Котлин с глубинами 1 - 1,5 метра и чередованием абразионных выровненных участков с валунно-галечными отложениями, бронирующими морское дно от дальнейшего размыва, и аккумулятивных песчаных осадков в зоне волновой деятельности.
Прибрежные мелководья, протягивающиеся вдоль южного и северного берегов до глубин 1 - 2 метра.
Донные отложения.
Донные отложения Невской губы
представлены всеми основными
Грубообломочные отложения (валунные, валунно-галечные, гравийно-галечные и, реже, гравийные) покрывают около 15 % площади Невской губы. Они развиты вдоль северного берега губы у мыса Лисий нос, покрывают значительную часть поверхность Котлинской отмели и обычно маркируют места выхода на поверхность дня ледниковых отложений. Валуны и скопления крупной гальки чередуются с пятнами разнозернистых песков, заполняющих пространства между ними. Нижний предел распространения валунно-галечных осадков составляет 6s10м. Песчаные отложения являются одним из наиболее распространенных донных осадков и различаются как по происхождению, так и по особенностям гранулометрического состава. Крупнозернистые, обычно плохо сортированные пески, содержащие примесь гравия и гальки, тесно связаны с грубообломочными образованиями либо окаймляя их, либо образуя небольшие скопления среди валунов. Они покрывают поверхность гряды между островом Котлин и мысом Лисий Нос. Крупнозернистые пески приурочены преимущественно к интервалу глубин 5 - 10 м, мощность их обычно не превышает 20 - 25 см, чаще составляя 5 - 10 см. Ниже залегают плотные глинистые осадки. Среднезернистые и мелко-среднезернистые пески представлены двумя генетически разнородными типами.
На глубинах до 10 м развиты плохосортированные пески, постоянно содержащие примесь грубообломочного материала и алевропелитовых частиц, содержание которых может достигать 5s10%. Мощность песков небольшая (до 10 см), ниже залегают ледниково-озерные глины. Описываемые осадки встречаются в виде мелких пятен на поверхности гряды к северу от острова Котлин, а также у северного берега Невской губы и в приустьевых частях невской дельты. Второй тип среднезернистых песков отличается сравнительно хорошей сортировкой, практически полным отсутствием примеси грубообломочного материала и низким содержанием частиц (рис. 1.2.1). Эти пески слагают подводную аккумулятивную террасу, протягивающуюся от мыса Песчаный до мыса Стирсудден. Мощность песчаного покрова может достигать 10 и более метров. Пески залегают в интервале глубин 6 - 12 м. Хорошо сортированные среднезернистые пески встречаются вблизи устьев Большой и Средней Невки, а также образуют вытянутые аккумулятивной формы, возникшие на искусственных ряжевых преградах, сооруженных к северу и югу от острова Котлин в XVII веке.
Алевритистые и глинистые
Песчаные алевриты и песчаные глины образуют мелкие пятна практически по всей Невской губе. По гранулометрии эти осадки очень сходны между собой и различаются только по содержанию алевритовой и пелитовой фракции. Для них характерны бимодальные распределения с преобладающей модой во фракции < 0,01 мм и плохая сортировка. Содержание фракции < 0,01 мм колеблется от 15 до 25 % . Осадки текучие, с хорошо выраженной зоной окисления, располагаются по периферии зон алевро-пелитовой седиментации, в приустьевых районах Большой и Средней Невок и в Пассажирской гавани на Васильевском острове. Алевритистые осадки также покрывают дно искусственных выработок (подводных карьеров, ковшей), дно которых углублено на 5s9 м по сравнению с окружающей поверхностью.
В настоящее время отмечена активная
аккумуляция алевро-песчанисто-
Глинистые отложения включают в себя пелитовые, алевропелитовые, пелитово-алевритовые разности. Характерной их чертой являются высокое содержание фракции < 0,01 мм, превышающее 5- % и значительное - < 0,001 мм (25 и более процентов), а также наличие на поверхности осадка своеобразного интенсивно флоккулированного наилка, мощностью до 0,5 см. Для них также характерны высокая влажность (до 300 - 400 %), низкая плотность, высокая текучесть и относительно слабое уплотнение по глубине.
Глинистые осадки выполняют впадину в западной части губы, ограниченную изобатой 5 м. Мощность их составляет всего около 50 см, что указывает на невысокий темп современной медиментации в этом районе.
Общая характеристика техногенных изменений на дне Невской губы.
Береговая зона в пределах Невской губы за последние три столетия подверглась массированному техногенному воздействию, в результате чего, в настоящее время, практически не осталось районов с природной береговой зоной, а в пределах Санкт-Петербурга она имеет техногенный характер на 100 %. Существенные изменения претерпел и рельеф дня Невской губы, особенно в прибрежной зоне. Наиболее крупной отрицательной структурой является Морской канал, протягивающийся от Санкт-Петербурга до острова Котлин. Глубины его превышают 11 метров. Но, пожалуй наибольшие техногенные изменения рельефа в восточной части губы, повлекшие за собой изменение характера литодинамических процессов и изменение характера осадконакопления были связаны со строительством новых жилых районов в юго-западной части Невской губы, у островов Васильевского и Голодая, в зоне от устья Малой Невки до т. н. Лахтинского ковша. Береговая линия в этих районах не десятки, а местами (юго-запад) на сотни метров продвинулась вглубь залива за счет намыва и подсыпки в прибрежной части акватории. Строительство жилых кварталов на низменных берегах Невской губы потребовало создания обширных намывных площадей и поднятие этих территорий над естественным уровнем на 2.5-3 м. Грунт для намыва берется со дня прилегающих к районам застройки участков Невской губы, что привело к образованию глубоких (до 8 - 10 м) и значительных по площади подводных карьеров. Эти карьеры расположенные вдоль фронта города, стали наиболее ярким геоморфологическим элементом морского дна и являются в настоящее время естественными седиментационными ловушками, где происходит накопление глинисто-алевритовых осадков, а также связанных с ними загрязняющих компонентов, в первую очередь нефтеорганики, а также тяжелых металлов и других. Именно эти карьеры и являются одним из наиболее опасных техногенных объектов и служат предметом наших наблюдений на протяжении последних 5 лет. Обширные поля подводных карьеров в виде массы изоморфных обширных депрессий располагаются к югу от морского судоходного канала в круговой части юго-запада губы, в прибрежной части у бывшего острова Голодай и в районе пос. Лахты. Небольшие по площади депрессивные формы, оставшиеся от старых карьеров имеют место у острова Белый, Канонерский и западного берега Васильевского острова. Общая часть этих карьеров в прибрежной зоне восточной части составляет не более 30 % поверхности дня, однако благодаря этому непосредственно в приустьевой зоне возникла зона накопления тонкодисперсных осадков. На рис. 7.2.3 отчетливо видно, как с этой зоной связано формирование аномальных зон накопления нефтепродуктов и большей части тяжелых токсичных металлов. Крайне важно, что загрязненные осадки накапливаются на дне глубоких депрессий и не могут быть удалены никакими гидро-литодинамическими природными процессами. Таким образом, непосредственно в черте города возникли своеобразные отстойники, представляющие значительную угрозу экологическому состоянию города.
Одним из последствий разработки подводных карьеров вблизи города явилось и продуцирование громадных масс взвешенного материала, который постоянно фиксировался на космических снимках и, что особенно важно, не осаждаясь в Невской губе медленно выносился через южные ворота во внешнюю часть Невского эстуария, к западу от острова Котлин. Строительство защитного комплекса мало что нарушило в этом седиментационном процессе и только в последние годы на Ломоносовской отмели, непосредственно к востоку от дамбы, было отмечено образование маломощного покрова алевристых илов, которые возникли за счет осаждения этих техногенных взвесей.
Мощным фактором техногенного изменения дня Невской губы явилось строительство комплекса защитных сооружений. В первую очередь это возникновение искусственного насыпного образования в узостях, соединяющих Невскую губу с открытой частью Финского залива. Строительство дамбы обусловило смену характера течений в губе и соответствующее изменение направления транспортировки растворенных и взвешенных веществ. Однако, как уже отмечалось реальное изменение условий седиментации в связи с этим возникло только с внутренней стороны дамбы у поселка Бронка, где возникла зона аккумуляции техногенных алевритовых осадков, перекрывающих крупнозернистые пески Ломоносовской отмели. В северных же воротах вплоть до настоящего года характер поверхностных осадков, представленный пестрым чередованием грубообломочных и песчаных отложений, оставался неизменным. Это позволяет сделать вывод, что до сих пор основная часть взвешенного материала, по-прежнему выносится в пределы Шепелевского плеса, где и аккумулируется.
Характеристика береговой зоны Невской губы.
Берега Невской губы по своим
морфогенетическим
Главными параметрами рельефа
рассматриваемых берегов
В настоящее время можно выделить три морфогенетической группы берегов, среди которых наблюдается несколько типов и подтипов.
1. Берега, сформированные
2. Берега, сформированные
3. Берега полностью
Все эти разновидности закрепленных и незакрепленных берегов, выведенных из естественного состояния под влиянием антропогенного воздействия, занимают все восточное побережье Невской губы в черте Санкт-Петербурга, а также значительные участки берега в Ломоносове, Лахте, у северного створа дамбы защитных сооружений, в незначительной степени в районе Петродворца и Стрельны.
Гидродинамические процессы в Невской губе.
Ведущими гидродинамическими агентами, определяющими формирование осадочного покрова в Невской губе, является стоковое течение реки Невы и ее рукавов, а также волновые процессы. Река Нева является основным поставщиком обломочного материала. Общая годовая масса влекомых материалов составляет 65 тыс. т/год, а взвешенных - 510 тыс. т/год. Влекомый материал начинает аккумулироваться в зонах снижения энергии потока, вследствие увеличения живого сечения и накапливается на поверхности межрусловых отмелей, а также формирует приустьевые косы, как например, в устье Средней Невки. Однако, главное воздействие невских потоков - эрозионное, так как сколь либо крупных аккумулятивных образований в приустьевой части Невы не отмечается, а непосредственно перед устьем Большой Невы протягивается полоса подводных выходов более древних (литориновых и долиториновых) отложений, прикрытых с поверхности тонким (5 - 10) слоем песка.
Основная часть взвешенного материала, поступающего в Невскую губу, транзитом проходит приустьевую часть и выносится за о. Котлин в открытую часть Финского залива. Незначительное же количество взвешенного материала осаждается в наиболее динамически спокойных или переуглубленных участках акватории, таких, как подводные карьеры и западная относительно глубоководная часть губы между о. Котлин, а также в нижнем течении реки Екатерингофки и в портовых гаванях Морского порта.
Волновые процессы в зоне Невской губы играют значительную роль в формировании прибрежных участков акватории и пляжевых зон берегов. Этому способствует тот факт, что почти вся прибрежная часть акватории губы - это сугубое мелководье. Волновые процессы в периоды интенсивных северо-западных штормов активизируют песчаные массы донных отложений, частично перенося их в волноприбойную зону, частично вовлекая в процесс вдоль берегового переноса. Таким образом, роль волновых процессов в морфодинамике прибрежья выражается в перемещении вынесенных стоковыми течениями и аккумулированных на отмелях песчаных отложений, в волноприбойную зону и наращивании за счет этого береговой линии. Вследствие того, что берега на значительном протяжении закреплены (особенно восточный берег) в той или иной мере инженерными сооружениями - абразионая роль волн малоэффективна.

- Антропогенные источники загрязнения почв, пути их устранения
- Антропогенные ландшафты
- Антропогенные условия бассейна озера Байкал
- Антропогенные факторы возникновения неустойчивости в биосфере
- Антропогенный этап развития географической оболочки
- Антропологические идеи в педагогической системе В.А. Сухомлинского
- Антропологические основания возникновения права
- Антропогенное воздействие на окружающую среду
- Антропогенное воздействие на окружающую среду
- Антропогенное воздействие на почвы в различных условия мегаполиса
- Антропогенное загрязнение воды
- Антропогенное эвтрофирование водоемов
- Антропогенные абиотические факторы как причина новых и атипичных заболеваний
- Антропогенные воздействия на атмосферу