1.3 Методика полевых обзорных маршрутов

Задачи полевых обзорных исследований включали в себя актуальную оценку общих тенденций их формирования и развития с составлением карты-схемы типов береговых зон, геоморфологических схем, оценку характера и интенсивности проявления природных и антропогенных явлений и процессов. Координатная привязка проводилось с помощью космической системы высокоточного позиционирования фирмы GARMIN прибором GPS-45. Проводилось описание берегов с фиксацией основных морфологических элементов берега (ширина пляжа и гранулометрический состав их осадков, наличие/отсутствие клифов или абразионных уступов или авандюны, наличие/отсутствие и состояние берегозащитных сооружений, проявленность экзогенных геологических процессов - оползни, обвалы, осовы, выходы подземных вод, карстовые явления и т.д., отбор проб на гранулометрический анализ, фотографирование, визуальное обнаружение признаков загрязнения геологической среды).

При проведении маршрутов фиксировались, описывались и измерялись:

- состав (гранулометрический, петрографический, минеральный), цвет, по возможности мощность поверхностного слоя осадка приурезовой части подводного берегового склона и пляжа;

- аккумулятивные (береговые валы, подводные валы, бары, косы и т.д.) и абразионные (уступы, клифы) формы рельефа;

- техногенные объекты и их взаимодействие с природной средой (гидротехнические и берегозащитные сооружения, углы заполнения, примкнувшие аккумулятивные формы, результаты абразии и т.д.);

- определялись основные типы берегов и результаты преобладающих процессов (абразия, аккумуляция, транзит, эоловые процессы и т.д.).

На участках однородного берега описания проводились приблизительно через 1 км. На участках, где характер береговой зоны более сложен, описания производились при изменении характера берега, либо в характерных точках береговой линии (на мысах, в вогнутостях), около крупных объектов, устьев ручьев и т.д. В последнем случае по ходу маршрута между точками также отмечались происходящие изменения.

Пробы в точке описания отбирались с поверхности характерных элементов пляжа, в ряде случаев велось опробование эоловых форм рельефа, аккумулятивных образований, обнажений в абразионном уступе, зон разгрузки подземных вод и т.д. На аккумулятивных песчаных участках береговой зоны опробование велось также по профилям, расположенным по нормали к береговой линии. Пробы отбирались с вершин вдольбереговых подводных песчаных валов и со дна межваловых ложбин. При опробовании профилей берегового склона фиксировалась глубина и координаты каждой точки пробоотбора. Кроме того отбирались пробы с приурезовой части берегового вала через определенные интервалы в направлении параллельном береговой линии.

При ранее проведенных работах по Государственному мониторингу геологической среды прибрежношельфовой зоны Балтийского моря, в пределах изучаемых ключевых участков была заложена сеть базовых точек наблюдения (20 в южной береговой зоне Финского залива и 8 на Северном побережье Самбийского полуострова) и опорных профилей (7 и 3 соответственно), для которых существует последовательный ряд наблюдений и измерений за период от 3 до 7 лет. Опорные профили располагаются перпендикулярно береговой линии. Положение опорных профилей фиксируется при помощи GPS, привязывалось к характерным точкам на местности, а при необходимости маркировалось временными реперами. При работах 2013 г. на опорных профилях проводились детальные исследования на берегу, сугубом прибрежном мелководье (в рамках береговых эколого-геологических маршрутов) и прибрежном шельфе (с судна) (рисунок 1.17).

Рисунок 1.17 - Формализованная схема работ на профиле в береговой зоне.

На опорных профилях при работах 2013 г. проводилась нивелировка от вершины авандюны или абразионного уступа до доступной глубины прибрежного мелководья. В зонах развития реликтовых аккумулятивных форм рельефа профили продолжались в сторону суши на всю ширину указанных зон с целью анализа направленности тектонических движений. В зоне развития аккумулятивных форм на берегу проводилось георадиолокационное профилирование, что позволяло выявлять детали строения геологического разреза, наличие горизонтов размыва, палеопочв, торфов и т.д.

В процессе исследований отбирались пробы поверхностных осадков пляжа (подножие авандюны/абразионного уступа - середина пляжа – урез воды) и характерных форм рельефа прибрежного мелководья (вершины вдольбереговых подводных валов, межваловые ложбины). Далее в море проводилось эхолотирование и отбор проб поверхностных осадков с резиновой лодки (при наличии характерных форм рельефа дна – опробование морфологических элементов рельефа, при выровненном рельефе – через каждые 50 м). Исследования на продолжении профилей до изобаты 10 или 15 м проводились с судна и включали в себя эхолотирование и ГЛБО.

В связи с большей детальностью проводимых исследований, в ходе полевых обзорных маршрутах по проекту количество станций наблюдения было существенно увеличено.

Береговым отрядом АО ИО РАН были выполнены полевые работы с целью получения данных о морфологии пляжа в Филинской, Светлогорской и Пионерской бухтах, а также о распределении гранулометрическом состава наносов на береговых поперечниках (по 3 профиля в каждой бухте) в предштормовой период. Положение основного профиля в каждой бухте соответствовало координатам постановки морских пирамид.

Работы включали:

– тригонометрическое нивелирование поперечного профиля пляжей (от берегового уступа до уреза);

- отбор проб наносов по поперечному профилю с характерных участков (урез, береговой вал, нижняя часть пляжа, средняя часть пляжа, верхняя часть пляжа);

- фотографирование участков берега по методике фотомониторинга.

Профили пляжа были получены путем тригонометрического нивелирования поперек пляжа от уреза до основания уступа размыва или берегозащитной стенки. Использовался высокоточный теодолит 3Т5ПК с комплексом сопутствующего оборудования (Рисунок 1.18). Начало каждого профиля привязывалось к месту с помощью GPS марки GARMIN60Sx.

Рисунок 1.18 - Тригонометрическое нивелирование пляжа на основных профилях в Свтлогорской (слева) и Филинской бухтах (фото В.П.Бобыкиной)

На каждом профиле производился отбор проб поверхностных наносов со следующих обязательных морфологических элементов пляжа: уреза, вершины берегового вала, нижней, средней и верхней частей пляжа. При более сложном профиле пляжа и распределении на нем поверхностных наносов отбирались дополнительные пробы, например, с вершин первого и второго береговых валов, межваловых понижений, дна ложбин стока на пляже и др. На рисунке 1.19 показаны точки отбора проб пляжных наносов на основном профиле Светлогорской бухты.

В камеральных условиях выполнялась обработка материалов нивелировок и построение профилей. Совмещение профилей, выполненных в разные сроки, дают картину деформаций берега под воздействием шторма. На рисунке 1.20 приведен пример совмещенных доштормового и послештормового профилей на восточном профиле Светлогорской бухты. Очевидно, что штормовое волнение не захватило верхнюю часть пляжа, а переработало только нижнюю часть до середины пляжа.

Фракционный анализ проб наносов проводился на ситовом анализаторе ВП-30Т, используя комплект стандартных сит. Взвешивание фракций осуществлялось на электронных весах типа JW-1. В результате получен фракционный состав поверхностных наносов пляжа на основных морфологических элементах каждого поперечного профиля в доштормовой и послештормовой периоды. Данные сведены в таблицы гранулометрического состава. Сравнение данных позволяет проанализировать литодинамику пляжей, обусловленную штормом.

Рисунок 1.19 - Точки отбора проб на основном профиле Светлогорской бухты: 1 - верхняя часть пляжа; 2 - средняя часть пляжа; 3 - нижняя часть пляжа; 4 - береговой вал; 5 – урез (фото В. П.Бобыкиной)

Рисунок 1.20. Динамика берега на восточном профиле Светлогорской бухты.