Антропогенные воздействия на ландшафты и их последствия

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 гранулометрическими  разностями: от валунов до пеолитов, однако их распространение крайне неравномерно и определяется особенностями геологического строения и гидрологического режима.

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 пески  преимущественно развиты на поверхности  Центральной мелководной равнины  Невской губы, в юго-восточной  части губы, южнее Морского канала, а также окаймляют подножие Ломоносовской отмели. Для описываемых осадков характерна достаточно высокая примесь алевро-пелитовых частиц (до 30 %), что предопределяет бимодальность гранулометрических кривых и, по крайней мере, среднюю степень сортировки. Характерно постоянное присутствие тонкого слоя наилка на поверхности песков.

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-пелитовых  осадков с большим количеством  техногенных примесей с внутренней стороны южного створа комплекса  защитных сооружений в районе Бронки, где они перекрывают поверхность песков Ломоносовской отмели. Отмеченные впервые в 1989 году, в настоящее время эти осадки все время расширяют площадь аккумуляцию.

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 характеристикам  относится к выровненным, абразионно-аккумулятивным образованиям, первично ледниковым, вторично переработанным морем и видоизмененным за счет прорыва ладожских вод (Невский геоморфогенез), техногенно-нарушенным и преобразованным. Они мало изменены за счет гидродинамики и, в то же время, подвержены кратковременным, но достаточно мощным периодическим воздействиям, вызываемым резкими колебаниями уровня в периоды наводнений.³

Главными параметрами рельефа  рассматриваемых берегов являются их исключительная отмелость с предельно  пологим профилем равновесия подводных береговых склонов. Сходную характеристику имеет и субаэральная часть береговой зоны, где обычно развиты плоские поверхности позднеголоценовой морской аккумуляции, иногда в виде очень низкой (1 - 1,5) морской террасы.

В настоящее время можно выделить три морфогенетической группы берегов, среди которых наблюдается несколько типов и подтипов.

1. Берега, сформированные преимущественно  субаэральными процессами и видоизмененные  морем. Среди них выделяются: абразионно-аккулятивный  моренный берег. Развит локально у о. Верперлуда на северном берегу Невской губы и характеризуется скоплением в приурезовой части валунно-галечного материала; протяженность вдоль береговой линии - 1,5 км; берег абразионно-аккумулятивный, моренный, с отмершим клифом и причисленный современной морской террасой. Развит на южном берегу в промежутке между Ораниенбаумом и Ст. Петергофом (район пос. Мартышкино). Характеризуется скоплениями валунов в зоне пляжа и довольно быстро подходящим к урезу воды отмершим клифом (уступ террасы Литоринового моря). Протяженность вдоль берега - 7,5 - 8 км.

2. Берега, сформированные преимущественно  волновыми процессами. Здесь можно  выделить шесть разновидностей (тип,  подтип) береговых зон: Ровные  аккумулятивные берега с узким  пляжем. Развиты на северном побережье губы на участке Лахта-Ольгино (протяженность 4,5 - 5 км), в районе Лисьего Носа протяженность около 2 км), ровные аккумулятивные с рудиментами береговых валов и дюн и широкой полосой прибрежной гидрофитной растительности. Этот подтип берега протягивается к западу от Ломоносова в районе Ломоносовской отмели на расстоянии 4 км, ровные абразионно-аккумулятивные берега, имеющие незначительное распространение к западу от пос. Ольгино (кемпинга) в зоне выхода коллекторов северных очистных сооружений. Абразионное воздействие волн на этом участке берега предопределено подходом к нему максимальных по силе для Невской губы штормовых волн ЗЮЗ румбов. Протяженность этого типа берега - 3 км; ровные аккумулятивные берега с узким пляжем и отмершим клифом. Характерны для района Стрельны. Клиф (уступ литориновой террасы) имеет высоту 10 - 15 метров и удален от уреза воды на расстояние от 0,5 до 1,0 км. Протяженность этого участка берега примерно 4 км; ровный аккумулятивный берег с полосой прибрежной гидрофитной растительности. Характеризуется чрезвычайной отмелостью, заболоченностью прибрежной части суши и встречается как на южном берегу губы в районе между Сосновой Поляны и Стрельной (протяженностью 2 км), так и на северном (район Лахтинского разлива и к востоку от о. Верперлуда), где его протяженность составляет около 3 км.

3. Берега полностью преобразованный  в результате деятельности человека. Среди них выделяются две подгруппы:  незакрепленные берега; берега, закрепленные  инженерными сооружениями. В первую подгруппу входят: 1. насыпные берега, 2. намывные берега. Вторую подгруппу можно подразделить на: 1. набережные, причалы, стенки; 2. набережные с откосом, закрепленным бетонными плитами или естественным камнем; 3. берега, закрепленные земляным откосом; 4. берега, закрепленные деревянными конструкциями; 5. дамбы.

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.