Учёный-океанолог о широких пляжах Пруссии, укреплении берегов и миграции песка в Калининградской области

К началу курортного сезона на побережье Калининградской области оборудовали несколько официальных пляжей. К традиционным местам для загара и купания — Зеленоградску, Янтарному, Балтийску и Пионерскому — вновь примкнул Светлогорск. После завершения берегоукрепительных работ здесь появился пляж. 

Как сохранить побережье, почему важно намывать песок и что будет с пляжами региона через 50 лет? На эти и другие вопросы отвечает ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией прибрежных систем института океанологии РАН имени Ширшова Борис Чубаренко.

---

 — Как вы оцениваете нынешнее состояние береговой линии в Калининградской области? Какие тенденции учёные наблюдают в последнее время?

— Все 150 километров морского побережья Калининградской области можно разделить на четыре сегмента: Вислинская коса, западное побережье от Балтийска до мыса Таран, северное побережье до начала Куршской косы и сама коса. 

Процессы абразии наблюдаются практически на всём побережье. Важно понимать, что пляж — самый эффективный гаситель волн. Если он достаточно широкий, то разрушение берегов не происходит. В этом случае волны не будут добивать до коренного берега.

К сожалению, у нас на побережье очень мало мест, где пляжи имеют достаточную ширину. В результате волна достаёт до тыльной части и разрушает всё, что находится за ней — будь то клиффовый берег или авандюна. Наиболее печальная ситуация наблюдается на северном побережье. Здесь пляжи очень короткие, а волны часто доходят до склонов и подмывают их. Только на некоторых участках существует хрупкое равновесие, которое нарушается при экстремальных нагрузках.

На клифовых берегах (с крутыми высокими откосами) северного побережья, например в Светлогорске, существует высачивания грунтовых вод, которые самостоятельно приводят к обрушению склонов. Если бы волн не было — ничего страшного. После ряда обрушений берега стали бы более пологими, и наступило равновесное состояние. Но волны уносят рыхлый материал с подножья склона в море, склоны остаются крутыми, и процесс повторяется.

Скорость отступания берега разная и варьируется год от года. Часто бывает, что там, где раньше прибрежная линия сокращалась, сейчас наметилась стабилизация и наоборот. В среднем можно говорить об отступании от полуметра до метра в год. В отдельные периоды скорость на некоторых участках может достигать и десять метров в год.

Не нужно путать скорость отступания линии берега и вариации положения уреза воды. Урез — это линия кромки водной поверхности, выше которой находится пляж. Он не только постоянно меняет свои очертания из-за прихода волны, не только перемещается вниз и вверх по подводному склону из-за изменения уровня вод Балтики, но и гуляет в течение года на десятки метров. Вы можете прийти зимой и вообще не увидеть пляжа, а летом он появляется. Это естественный процесс. Гидродинамика волноприбойной зоны такова, что при спокойном волнении песок возвращается на пляж против силы тяжести, а при штормовой нагрузке — уходит на глубину.

На Куршской и Балтийской косах процесс отступания не особо заметен, но он есть и там. Например, на Балтийской косе участок берега, примыкающий к проливу, размывается очень сильно на протяжении трёх и даже пяти километров. Центральная часть российской территории косы достаточно устойчива, а ближе к границе снова обнаруживается тенденция к размыву.

— Но ведь в Янтарном пляж широкий, волны там до основания берега не добивают.

— Абсолютно верно. Янтарный — особое место. Там из-за сбросов Янтарного комбината от Янтарного до Балтийска имеется протяжённый стабильный участок берега. Максимума сбросы достигали в 80-х годы прошлого века, в 90-х они прекратились, и всё, что было набросано, стало исчезать.

Сбросы Янтарного комбината спасали западное побережье, обеспечивая накопление материала и образование пляжей шириной более ста метров. Зимой часть песка там тоже смывает, но он не уходит далеко и к лету возвращается.

На северном побережье ситуация другая, там песок всё время смещается в сторону Зеленоградска. А поступать ему, кроме как от размыва коренного берега, неоткуда. Транспорт материала между западным и северным геоморфологическими сегментами практически отсутствует.

Мы проводили анализ спутниковых данных, смотрели, как менялась линия берега южнее Янтарного после прекращения сбросов комбината и когда пляжи там стали активно разрушаться. Результатом был практически важный вывод, основанный не на теоретических построениях, а на конкретном факте — если вы намыли пляж, то ежегодно должны «домывать» ещё 20% от первоначального количества, чтобы поддерживать нужное состояние. Если этого не делать, то через пять лет намытого пляжа не будет. Это характерно для западного побережья. На северном такие исследования не проводились, но можно предположить, что скорость потери пляжей там будет даже выше.

— Куда уходит песок с пляжа?

— Примерно 20% намытого песка ежегодно уходит на глубину. Часть возвращается, а довольно большая часть транспортируется вдоль берега, как на нашем северном побережье. 

Изначально основоположники береговой науки считали, что транспорт наносов идёт на север — через Куршскую косу, Литву и где-то там в Латвии весь материал и оседает. По этой логике там должны быть огромные отмели и пляжи. Но латыши регулярно рапортуют о том, что берега разрушаются и у них, то есть материала не хватает.

Сейчас идея «непрерывной реки» вдольберегового переноса песка практически не поддерживается. Есть отдельные литодинамические сегменты, в пределах которых перенос работает как в одну, так и в другую сторону. Моё личное мнение — большая часть песка, смытого с берега, уходит на глубину. «Выигрывает» от этого только Балтийское море, которое забирает размываемый материал.

— Как изменилась ситуация по сравнению с советским или немецким периодами? Часто люди говорят, что раньше пляжи были огромные, а сейчас их почему-то не стало.

— Трудно найти достоверные источники для сравнения данных. На старых фотографиях и открытках пляжи выглядят гигантскими. Но понятно, что никто не будет размещать изображения, сделанные в периоды, когда пляжи были размыты. 

Однако, даже учитывая этот эффект, можно с уверенностью сказать, что пляжи Светлогорска и Зеленоградска на открытках существенно шире, чем сейчас. Но есть одна особенность. Нередко на фотографиях, где видны установленные на пляже передвижные индивидуальные беседки, которые и служат для нас масштабными знаками, бросаются в глаза большие кучи песка между ним высотой полметра и более. 

Не исключено, что это дело рук отдыхающих, которые старались оконтурить или оградить свое местопребывание. Но настораживает, что эти насыпные образования уж очень высоки. Мне кажется, что это просто результат подсыпки пляжей привозным песком, который не разравнивали бульдозерами, оставив эту работу отдыхающим, волнам и ветру. То есть пляжи поддерживали и в то время.

Фото: prussia39.ru

Но процессы абразии, безусловно, усилились. Я связываю это с природными факторами. Основным элементом здесь является локальное повышение уровня моря. Берега Юго-Восточной Балтики опускаются примерно со скоростью один миллиметр в год. Это кажется совсем незначительным, но с годами такой процесс будет иметь всё больший и больший эффект.

Усиление размыва берега я связываю с тем, что из-за локальных изменений климата общий уровень моря у наших берегов во время сильных штормов оказывается выше, чем ранее. А, соответственно, волны и их энергия транспортируются глубже на берег.

Циклоны, центры которых проходят обычно севернее Калининградской области, «цепляют» регион зоной наиболее сильных ветров. Если в это время уровень моря понижен, то волны натыкаются на широкий пляж и не приносят сильного разрушения. Если же уровень моря повышен, и пляж короткий, волны добивают до основания клиффа и авандюны, создавая значительные разрушения.

Наиболее разрушительные шторма за последние годы не характеризовались самым сильным ветром или высотой волн. Они имели значительное берегоразрушающее воздействие из-за того, что случались при повышенном уровне моря. И эти разрушения стали гораздо сильнее, чем раньше. В этом смысле, к сожалению, природа работает против нас.

— Как влияют на наши пляжи искусственные сооружения? Помогут ли они сохранить песок?

— Берегозащитные сооружения делятся на мягкие и жёсткие. К жёстким относятся бетонные конструкции. К мягким — искусственно намытые пляжи, буны, водорослевые ограждения, зелёные острова, как в Куршском заливе.

В отличие от предвоенного периода при советском строительстве на наших берегах активно применялись жёсткие конструкции. Волноотбойные стенки, полупроницаемые ряжевые конструкции, променады в Светлогорске и Зеленоградске и так далее. Такие решения оказались правильными — берег в этих местах стоит и не отступает. 

Но основной минус в том, что эти конструкции совсем не способствуют появлению пляжей. Они создают сильный гидродинамический отбойный поток, который уносит песок. Перед конструкцией возникает достаточно большая глубина, волны подходят с минимальным гашением. Если стенка прочная, то ничего страшного: волны бьют в неё и ничего не происходит. Берег стоит на месте, стенка стоит, но пляжа перед ней нет.

Идея была разумна, так как нужно было охранять конструкции и здания на берегу. Но сейчас пляж стал очень важным экономическим, а не только рекреационным ресурсом. Ведь при прочих равных условиях туристы едут только в те места, где есть пляжи. А галечные пляжи Чёрного моря не идут ни в какое сравнение с нашими песчаными. Сейчас важнее иметь пляжи, которые будут приносить региону всё больший доход. Ну и, как я уже говорил, большой плюс берегозащите, так как песок — самый лучший защитник берега.

Буны, которые сейчас активно восстанавливают на нашем побережье, нужны для замедления вдольберегового потока. Хотя их иногда называют волнорезами, на волнение они фактически не оказывают влияния. Они сдерживают вдольбереговое движение наносов. Сильные штормовые ветра у нас дуют с запада, поэтому на северном побережье всегда есть береговой перенос. Чтобы удержать материал на месте или хотя бы уменьшить его миграцию, желательно иметь буны. 

Во время штормов северной экспозиции буны бесполезны, и песок уходит на глубину. Для сдерживания этого эффекта нужны вдольбереговые волноломы — это поможет замедлить отток песка. Согласно концепции берегозащиты Калининградской области для укрепления берегов и расширения пляжей нужно намывать песок, а чтобы его не унесло — строить буны и волноломы вдоль берега.

Набор подобных сооружений в своё время появился в Одессе. Там строились железобетонные буны, концы которых соединялись на глубине 2,5-3 метров сплошным притопленным волноломом, над которым оставлялся просвет глубиной полметра для свободного перетока воды. В эти карманы и на пляж подавался привозной песок со дна моря. 

Но возникла проблема с точки зрения санитарии. Эти «карманы» очень плохо промываются, и при большом наплыве отдыхающих возникали неприемлемые по санитарным нормам условия. Пришлось немножко открыть карманы в точках стыка с бунами, и песок начал «утекать». Потребовались мероприятия по восполнению потерь. Но, согласитесь, что объём таких поддерживающих работ, конечно, несравнимо меньший, чем намыв даже 20% всего пляжа.

Все конструкции типа променадов должны возводиться в последнюю очередь, когда уже есть песчаный пляж. Это наиболее оптимальный порядок. В настоящий момент он не соблюдается. На это, конечно, есть причины, и каждый раз в обсуждениях на Совете по берегозащите этот вопрос всплывает. Примириться с нарушением идеальной очерёдности мер возможно, если всё-таки в конце будет применён самый действенный метод берегозащиты — намыв пляжа. 

Сейчас ответственные службы сознательно идут на то, что пляжа перед променадом сразу не будет. Восстановление и строительство бун приведёт к тому, что произойдёт некоторое накопление песка из-за временного замедления в этом месте вдольберегового транспорта. Но полноценные пляжи сами собой не появятся, слишком мал на наших берегах естественный запас песка в приурезовой полосе. В получившиеся межбунные карманы нужно будет обязательно намыть дополнительный песок.

— Насколько я знаю, с намытием пляжей возникают юридические сложности.

— Да, тут всё непросто. Для подпитки пляжа нужен такой же песок, как в море. Если вы возьмёте обычный песок из карьера, то 90% очень быстро унесёт в море, и вся работа будет впустую, останется только крупная фракция. А брать песок из моря нельзя, так как это квалифицируется как добыча полезных ископаемых. Решить коллизию пытаются с 2013 года: были даже идеи покупать материал у поляков и привозить сюда, но это дорого.

Потом появился вариант байпасинга. Вы берёте песок в одном месте (на глубине) и перекладываете его в другое — на пляж. Это происходит в рамках одной литодинамической системы, а море само возвращает песок на глубину. Наш институт участвовал в обосновании метода. Сейчас, по-моему, уже есть разрешение на байпасинг, и в скором времени процесс намыва морского песка на пляж, я думаю, начнётся.

— Несколько лет назад власти озвучили идею создания искусственного острова на траверзе мыса Тарана, чтобы песок разносило в обе стороны. Как вы оцениваете такие планы?

— Это высший пилотаж берегозащиты. Удачные попытки есть, например в Нидерландах, но там провели исключительно глубокое научное обоснование такого проекта, что и обеспечивает его успех. А поскольку у нас никаких серьёзных научных работ такого уровня на побережье давно не ведётся, то я не уверен, что его нужно реализовывать в регионе. Нужна простая схема — землесос достаёт со дна материал (наш институт уже рекомендовал такие места), подходит к приёмному оголовку и по трубам направляет песок к берегу в нужное место.

— А если останутся только буны без вдольберегового волнолома, будет ли песок задерживаться?

— Да, будет. Я уже говорил, что по опыту западного берега Самбии после намыва нужно подпитывать пляж на 20% в год. Но этот пример относится к свободному берегу, где нет бун. Если же они есть, то потребуется меньшие объёмы подпитки — я думаю, в пределах 10-15%. Или каждый год по чуть-чуть, или раз в десять-пятнадцать лет. Легче, конечно, делать это регулярно, чтобы брать для подпитки песок, который ещё далеко не ушёл. 

— Сколько стоит такой землесос?

— Точную цифру я вам не назову, но у нас в области они есть. В Калининградском морском канале всё время требуется поддерживающее дноуглубление. Примерно до 2015 года постоянно заказывали землесосы в других странах. В настоящий момент работают купленные нашими организациями два судна. Они достают грунт и переносят его на острова, ограждающие канал от Калининградского залива, или же вывозят на морскую свалку недалеко от Балтийска. При работах на северном побережье они могут базироваться в Пионерском.

— В последние годы на разных уровнях обсуждается вопрос уязвимости Куршской и Балтийской кос. Нужны ли какие-то берегозащитные сооружения там?

— Примерно в начале XIX века на обеих косах, на их морском берегу, создан рукотворный дюнный вал. После войны никаких работ на нём не проводили. Неорганизованный туризм со временем привёл к появлению многочисленных троп, пересекающих этот вал. Вдоль них начали образовываться так называемые котловины выдувания — там, где была тропка, получается сначала широкий проход, а потом и вовсе «овраг» выше человеческого роста. Всему виной — ветровой вынос песчаного материала. Как только нарушается исключительно уязвимый зелёный покров, песок моментально приходит в движение.

Именно такие котловины на Балтийской косе вызывают опасение из-за возможного поступления морской воды в посёлок. Такое уже случалось в районе Западного форта. В прошлом году один местный житель обратился к нам за советом, мы порекомендовали делать деревянные клети. Это давняя технология, её очень давно применяли на Куршской косе. Такими клетями заделывают зачаточные котловины, но если там продолжат ходить, особого смысла не будет. Котловина всё равно разрастётся. 

На Балтийской косе котловины выдувания — огромная беда. Очень много неорганизованных туристов, все ходят своими тропами, всем хочется попрыгать с обрыва. А через несколько лет в этом месте уже появляется лунный пейзаж — котловины по несколько сот метров. 

Песок, который выдувается, наступает на деревья, на лесной массив. Растения погибают. Хвойным деревьям нужна влага, а она не доходит до корней из-за толстой подушки надутого песка. Ну и в дальнейшем, если дюнный вал будет продолжать разрушаться, то и вода с моря может проникнуть или в посёлок, или в лесной массив. Конечно, сейчас до прорыва косы далеко, но в истории такие случаи бывали уже. Тогда, конечно, не было дюнного вала, но если сейчас всё пустить на самотёк, то ситуация может повториться.

На Балткосе дюнный вал сейчас без присмотра. Раньше его пытались заделывать, а теперь там работает один лесник, который успевает только заниматься предупреждением — чтобы костры не разводили и так далее. Давно говорят о создании там зоны природоохраны с должным регулированием, но пока дело не сдвигается.

— Как на Балткосу повлияет строительство канала на польской территории?

— Тут мнения расходятся. У нас достаточно спокойное отношение — это не катастрофично. С морской стороны вход в канал будет ограничен молами, и они будут гораздо короче, чем в Балтийске. Поэтому эти молы не прервут кардинально вдольбереговой поток. Они его уменьшат и приведут к размыву берега с одной из сторон от молов — в зависимости от того, куда идёт поток.

Перед строительством было выбрано место, где этот поток не самый сильный. И в случае проблем можно использовать метод байпасинга и восстанавливать естественный поток, перебрасывая песок с одной стороны молов на другую.

Но даже если размыв у них произойдёт, то он будет не такой уж большой. Если длина молов составит, допустим, 400 метров, то размыв произойдёт на территории несколько раз по 400 метров. Это очень далеко от российской границы в любом случае. Нашей части, я думаю, ничего не грозит. Они сами будут бороться с этими локальными размывами. На их стороне косы курортные районы, рассчитанные на многие тысячи отдыхающих, поэтому поляки явно примут меры.

— А как обстоят дела на российской части Куршской косы?

— Здесь ситуация существенно лучше, за дюнным валом всё-таки следят. Но котловины выдувания появляются здесь в большом количестве. Часто приходится слышал версию о полном размыве косы во время последних сильных штормов, но это не совсем так. В 2019 году на Куршской косе подтопило дорогу. Скорее всего, это была не морская вода, а просто поднятие уровня грунтовых вод, вызванное подъёмом уровня Балтийского моря во время длительного штормового нагона.

— Сейчас завершается активная фаза берегоукрепления в западной части Зеленоградска. Как вы считаете, помогут ли работы сохранить пляж?

— Я очень надеюсь, что там всё сделают по проекту, но сам пока не видел результатов. Один момент нас насторожил: западнее района работ проводится эксперимент по установке так называемой гребёнки. Это вариант вдольберегового волнолома, но не сплошной конструкции, а из вертикально установленных гибких штырей, которые якобы своим сопротивлением должны гасить волну. Идея тестовой проверки конструкции очень здравая, но важно обеспечить независимый мониторинг — инструментальные измерения характеристик подводного склона до и после конструкции.

Эта конструкция обсуждалась на специальном семинаре, где участвовали учёные — члены Совета по берегозащите. Разработчикам было рекомендовано провести натурный эксперимент. Наш институт предлагал им бесплатно свои услуги для оценки ситуации, но нас не привлекают. Ограничения по открытому участию учёных могут дискредитировать саму идею проведения эксперимента, который исключительно важен.

Что же касается пляжа в Зеленоградске, то там он сейчас в неплохом состоянии. Город инициировал строительство бун вдоль променада, и песок худо-бедно появляется. Не такой широкий пляж, как хотелось бы, но всё же. 

Но нужно ещё отметить такую деталь. Если вы установили буны на одном участке, то на участке далее по потоку обязательно возникнет дефицит песка (так называемый низовой размыв). Поэтому единственный выход — застраивать всё побережье бунами. А иначе после последней конструкции всегда будет низовой размыв.

На северном побережье Германии так и есть — буны тянуться вдоль всего побережья. Такие бесконечные заборы получаются. Смотреть на них не очень приятно, но если они вам обеспечивают пляж, то с этим нужно мириться.

— А сами буны правильно установлены? Почему немцы ставили их в два ряда с каменной насыпью посередине, а у нас в один?

— Все современные буны в Европе однорядные. Это исторически разная технология. Раньше сваи, из которых состоят буны, просто не могли забить глубоко, поэтому их дополнительно укрепляли камнями.

— Как буны работают в Светлогорске, где самая непростая ситуация с пляжем?

— Без намыва дополнительного песка тут сложно добиться нужного результата. Буны фактически образуют только карманы для будущего намыва. Сейчас там наблюдается существенный недостаток песка. Он уходит в Зеленоградск по пути генерального потока с запада на восток. 

— А зачем там установили параллельный берегу ряд бун?

— Это специальное решение, которое было рекомендовано на заседании Совета по берегозащите. Цель этого «забора» — удержать существующую верхнюю часть пляжа от сползания по склону. При намыве дополнительных объёмов песка он должен «уйти» в толщу пляжа. Но если его оставить как есть, то ничего хорошего не будет — частично он работает как волноотбойная стенка.

Идея была в том, чтобы подсыпать пляж небольшими объёмами для обеспечения движения техники по верхней части пляжа. Сначала в проекте этой опорной стенки не было, но без неё весь пляж бы просто расползался.

Если не будет запланированного намыва, то, конечно, всё пойдет насмарку — эта стенка будет причиной отбойного потока, утягивающего песок на глубину. Данный пример очень характерен для технологии берегозащиты — успех будет только тогда, когда закончат весь комплекс. Если остановиться на полпути, реализовать только его отдельные элементы — будет даже гораздо хуже, чем было до начала проведения работ.

— Как вы оцениваете работу «Балтберегозащиты»?

— У нашего института очень хорошие контакты с «Балтберегозащитой». Не хватает более тесного оперативного контакта между научным сообществом и уровнем управленцев, принимающих решения в министерстве строительства.

Сотрудников «Балтберегозащиты» тоже нужно понять. Они работают как строительная организация и им нужно эффективно использовать свои фонды. Иногда они оказываются в безвыходной ситуации. Они знают как нужно, но не могут так делать. Как с намывом пляжа — деньги на это, вроде, есть, но намывать его нельзя, поэтому пришлось идти другим путём. И выглядит это не очень логично.

— Как обстоит ситуация с берегоукреплением в других странах на Балтийском море?

— Давно отработанный подход демонстрирует Германия. У них значительно преобладает вдольбереговой перенос, поэтому там активно используют буны, но обязательно с последующим намывом пляжа. Вы там увидите крупнозернистый песок с ракушками — явный признак, что он с морского дна. Ничего хитрого никто не использует.

Искусственный остров — это высший пилотаж, когда природа сама разносит песок. Как я уже сказал, он использовался, например, в Нидерландах. Но тут нужен подходящий гидродинамический режим.

Эта идея была реализована у нас ещё в советский период. В 70-е годы в Филинской бухте провели искусственное террасирование склонов. Проект реализовали после того, как естественное осыпание обрыва привело к гибели человека. Весь снятый с обрывов материал сбросили в воду. В течение 5-7 лет в Светлогорске и Отрадном не было никаких проблем с размывом берега.

Пока песчаное тело проходило вдоль берега — всё было отлично. Сброшенный грунт не являлся идеальным материалом для намыва берега, в большей степени он состоял из мелкозернистых фракций, которые сразу же в первый штормовой сезон унесло от берега. Но остальной материал поддерживал берег в течение указанного срока. Здесь опять же проявилась особенность берегозащиты на нашем побережье — она не может быть разовой, нужна постоянная работа, так как природные факторы всё время работают против нас.

В Польше идёт активное гидротехническое строительство. Там используют разные методы, но в основном бетонные буны, а потом также применяют намыв пляжей. Плюс укрепление берегов габионами, но не как у нас, когда волны бьются прямо в габионы и разрушают их. Габионные конструкции устанавливают как подпорку для осыпающихся обрывов и только в тыльной части, то есть под прикрытием достаточно широких пляжей.

Соседи нам показывают правильное направление, а у нас мероприятия реализуются, увы, частично.

— А как меняется температура воды и качество воды в Балтийском море? Влияют ли на это климатические факторы?

— Температура воды в Балтийском море постоянно повышается. Климатические изменения такие же, как и везде — теплеет и воздух, и вода. Для побережья это важно, потому что уровень воды повышается. Разрушающая сила штормов становится больше, мы об этом уже говорили в начале беседы.

Конечно, наиболее явно тенденция к потеплению прослеживается для температуры воздуха. Например, 30-летняя средняя температура (климатический масштаб) повысилась на 0,3 градуса.

— Что будет с побережьем Калининградской области через 50 лет?

— Прогноз, к сожалению, неутешительный. Все климатические изменения ведут к подъёму уровня моря. Размыв только усилится. Береговая черта будет отступать, небольшие пляжи всё равно сохранятся, но станут короткими — не более 10-15 метров. Но и они станут сезонными и не будут обеспечивать никакой защиты для берега. Поэтому берегоукрепительные мероприятия требуется проводить регулярно.

Искусственные сооружения нужно делать там, где есть туристический потенциал. Весь берег мы защитить не сможем — это слишком дорого.