ВЫПОЛНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ ФИНСКОГО ЗАЛИВА В ГРАНИЦАХ ПРИМОРСКОГО, ПЕТРОГРАДСКОГО, ВАСИЛЕОСТРОВСКОГО, КИРОВСКОГО, КРАСНОСЕЛЬСКОГО И ПЕТРОДВОРЦОВОГО РАЙОНОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА И РАЗВИТИИ ОПАСНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ГЕНЕРАЛЬНОЙ СХЕМЫ БЕРЕГОЗАЩИТЫ И ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТА СИСТЕМЫ БЕРЕГОЗАЩИТЫ ЭТИХ РАЙОНОВ

Заказчик: Санкт-Петербургское государственное геологическое унитарное предприятие «Специализированная фирма «Минерал»
Ответственный исполнитель: Сергеев А.Ю., ст.н.с., к.г.-м.н.
Исполнители: Буданов Л.М., инж.; Григорьев А.Г., ст.н.с., к.г.-м. н.; Дерюгина Н.О., техн.; Дронь О.В., инж.; Жамойда В.А., вед. н.с., к.г.-м.н.; Ковалева О.А., инж.; Кропачев Ю.П., вед. инж.; Мануйлов С.Ф., зам.зав.отд.; Малышева Н.Б., вед. инж.; Меньшенина И.В. вед.инж.; Неевин И.А., инж.; Нестерова Е.Н., ст.н.с.; Рябчук Д.В., зав.отделом, к.г.-м.н.; Спиридонов М.А. глав. н.с., д.г.-м.н. (ФГУП «ВСЕГЕИ им.А.П.Карпинского»); Сухачева Л.Л., вед. н.с., к.г.-м.н.; Останин Н.Б., инж. (НИИКАМ); Орлова М.И., вед. н.с, д. биол. н. (ЗИН РАН); Колесов А.М., главн. синоптик Санкт-Петербургского ЦГМС-р.

Цель работ: систематизация, обобщение и анализ архивных, фондовых и опубликованных материалов и получение массива актуальной геолого-геофизической информации о состоянии геологической среды береговой зоны Финского залива в границах Приморского, Петроградского, Василеостровского, Кировского, Красносельского и Петродворцового районов Санкт-Петербурга и развитии опасных геологических процессов, необходимой для составления Генеральной схемы берегозащиты и эскизного проекта системы берегозащиты этих районов.

Основание для проведения работ: Государственный контракт № 363-16 от 26.09.2016 г. на оказание услуг по созданию Генеральной схемы берегозащиты побережья Финского залива в границах Приморского, Петроградского, Василеостровского, Кировского, Красносельского и Петродворцового районов Санкт-Петербурга.
Выполнена актуальная оценка современного состояния берегов Невской губы, выявлены закономерности лито- и морфодинамичеких процессов, определена направленность процесса лито- и морфодинмики, установлены участки наиболее вероятного опасного размыва берегов, охарактеризованы берегозащитные сооружения Невской Губы и даны рекомендации по созданию Генеральной схемы берегозащиты районов города. Дана характеристика основных природных и антропогенных факторов, воздействующих на динамику прибрежной зоны и работу берегозащитных сооружений. В ГИС (программа ArcGIS 10.2) составлены карты четвертичных отложений подводной и надводной частей береговой зоны Невской губы, литологическая карта поверхности дна в масштабе 1:25000 (рисунок) и создана схема литодинамики береговой зоны. Создан эскизный проект берегозащиты побережья Финского залива в границах Приморского, Петроградского, Василеостровского, Кировского, Красносельского и Петродворцового районов Санкт-Петербурга.

Основные результаты. Главной задачей работ было получение актуальной информации об особенностях геологического строения береговой зоны, лито- и морфодинамических процессов, актуализация данных о состоянии берегов и берегозащитных сооружений. Весь объем полученных данных был проанализирован с целью определения участков берегов, для которых необходимо проведение берегозащитных мероприятий, выбор оптимальных методов берегозащиты с учетом основных природных и антропогенных факторов и, в конечном итоге, разработка Генеральной схемы берегозащиты.
К основным выводам, полученным в результате проанализированной информации относятся следующие:
- геологическое строение, тектонический режим и геоморфология береговой зоны создают предпосылки для активного развития экзогенных геологических процессов, и, прежде всего, абразии (размыва) берегов и подводного берегового склона.
- в геологическом строении береговой зоны участвуют ледниковые отложения и голоценовые песчаные осадки. По степени устойчивости к абразии эти отложения относятся к IV (морена) и V классам (пески), характеризующим неустойчивые и активно подвергающиеся абразии породы.
По результатам работ 2016 г. составлена литологическая карта дна Невской губы, отличающаяся принципиально новым уровнем детальности. Выявлены закономерности распределения типов поверхностных донных отложений. В частности, на дне выделены площади развития грубообломочных отложений, установленные на отдельных участках вдоль северного и южного берегов Невской губы, провоцирующее дефицит наносов в береговой зоне и активизацию абразионных процессов; Выявлены зоны интенсивного размыва пляжей и отступания абразионных уступов, для которых необходимо осуществление берегозащитных мероприятий, включающие: 1) участок берега в районе пос.Лисий Нос (от пляжа Fox Beach до городского пляжа «Дубковский»); 2) участок берега в пос.Ольгино – Лахта; 3) пляж им.300-летия Санкт-Петербурга; 4) южная часть Канонерского острова; 5) участок берега Финского залива от парка Александрия до Петродворцового водно-моторного клуба № 1; 6) участок берега в пос.Мартышкино (вдоль ул.Морская).
Основным источником осадочного материала пляжей в южной и северной береговой зоне является размыв берегов и подводного берегового склона, берега развиваются в условиях существования потока наносов в направлении с запада на восток. Одной из основных причин размыва северного и южного берегов Невской губы является дефицит наносов на подводном береговом склоне. На северном берегу существуют размывающиеся песчаные пляжи, в то время как для южного берега характерно абсолютное преобладание валунного (моренного) подтипа береговой зоны, площади песчаных пляже, развивающихся по механизму «углов заполнения» к западу от мысов или искусственных препятствий незначительны. Развитие восточного берега Невской губы происходит при абсолютном преобладании техногенных процессов; в настоящее время практически на всем протяжении восточный берег Губы может быть отнесен к техногенному типу. Основным источником питания пляжей является твердый сток Невы и водотоков Невской дельты. Направления вдольбереговых потоков наносов определяется речным стоком и вдольбереговыми течениями, индуцированными волнением при преобладании первого фактора.
По данным исследований береговой зоны выявлено большое количество точечных диффузных источников загрязнения донных отложений, к которым относятся свалки, загрязненные грунты и устьевые части водотоков. Полученные результаты показывают, что экологическая обстановка в Невской губе продолжает оставаться достаточно напряженной и требует ежегодного мониторинга состояния геологической среды.
Впервые для ключевых участков береговой зоны Невской губы (Канонерский остров и пляж им.300-летия Санкт-Петербурга) было выполнено моделирование штормовых деформаций профиля пляжа, прогноз отступания бровки уступа и рассчитаны параметры для отсыпки искусственных пляжей.
Комплексный анализ полученных результатов позволил составить Схему литодинамики береговой зоны, на которой был отображен состав отложений пляжей, направление вдольберегового переноса песчаного материала в береговой зоне, границы литодинамических систем и преобладающий экзогенный геологический процесс на берегу.
К основным причинам проявления абразии (разрушения) берегов относятся геологическое строение береговой зоны, современный тектонический режим, особенности рельефа берегов и подводного берегового склона, а также комплекс гидрометеорологических факторов, непосредственно приводящих к экстремальным размывам.

Рекомендации по внедрению и использованию полученных результатов. Как показали выполненные исследования, береговая зона Невской губы требует проведения мер по комплексной берегозащите. Необходимость берегоукрепления существует в пос. Лисий Нос, муниципальном округе Лахта-Ольгино, парке имени 300-летия Санкт-Петербурга, о.Канонерский, в Нижнем парке Петергофа и парке Александрия, в пос. Мартышкино. Особенности литодинамических условий в рассматриваемой береговой зоне диктуют принципиально различные способы берегозащиты.
Северный берег Невской губы в наименьшей степени изменен техногенными процессами. Здесь сохранились участки естественных песчаных пляжей, активно размывающиеся вследствие дефицита осадочного материала в береговой зоне. Соответственно, для северной береговой зоны Невской губы, а также для пляжа им.300-летия Санкт-Петербурга, могут быть рекомендованы методы берегозащиты, аналогичные описанным для Курортного района и западной части о-ва Котлин: основой идеологии берегозащиты должна быть подпитка потока наносов путем отсыпки искусственных пляжей. В соответствии с теоретическими положениями литодинамики и требованиями СП 32-103-97, пляжеобразующий материал должен максимально соответствовать природным условиям побережья, то есть основным типом берегозащитных сооружений должен быть искусственный песчаный пляж.
В то же время, необходимо отметить, что свободные искусственные песчаные пляжи в рассматриваемом районе являются экономически не эффективными, так как в условиях периодической осенне-зимней активизации гидродинамических процессов весь отсыпанный пляжевый материал будет вынесен в результате экстремальных штормов за пределы береговой зоны. Таким образом, рекомендуемыми сооружениями для обоих указанных участков являются искусственные песчаные пляжи в комплексе с пляжеудерживающими сооружениями, в качестве которых наиболее целесообразно использовать Т-образные и Г-образные буны или вдольбереговые волноломы, либо Г-образные буны, создающие эффект искусственных мысов с формированием на участке защищаемого пляжа искусственной бухты.
В условиях Канонерского острова, учитывая крайне высокую степень техногенной нагрузки и нецелесообразность использование береговой зоны в рекреационных целях, предлагается возведение откосных укреплений из природного камня для предотвращения размыва склона техногенной террасы.
В южной береговой зоне естественные берега относятся к моренному (валунному) типу, волновое воздействие менее интенсивно, вдольбереговые потоки наносов менее выражены. В то же время, при штормах и нагонах береговая терраса подвергается размыву. Для защиты береговой инфраструктуры здесь рекомендуется комплексное берегоукрепление с использованием откосных стенок и волноломов из природного камня.

Рисунок. Примеры листов литологической карты поверхности дна и карты четвертичных образований, составленных в масштабе 1:25 000 для береговой зоны Невской Губы