Динамика, стойкость и управление морскими береговыми экогеосистемами

Московкин, Владимир Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Динамика, стойкость и управление морскими береговыми экогеосистемами
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Динамика, стойкость и управление морскими береговыми экогеосистемами"

РГБ Oll .

' 1 XapKiE

Сарювськии державнии уншерситет

1 1\ ДПР 1В38

МОСКОВКШ Володимир Михайлович

УДК 910.25+551.46.072

ДИНАМ1КА, СТ1ЙК1СТЬ ТА УПРАВЛЕНИЯ МОРСЬКИМИ БЕРЕГОВИМИ ЕКОГЕОСИСТЕМАМИ

11.00.11 - Конструктивна географ1я i рацюнальне використання природних pecypciB

АВТОРЕФЕРАТ дисертацп' на здобуття наукового ступени доктора географ1чних наук

Харюв- 1998

Дисертащоо е рукопис

Роботу виконано у Харювському державному ушвсрситст! Мшосв1ти УкраУни Науковий консультант:

Доктор географ1чних наук, професор НЕКОС Володимир Юхимович

Харювський держушверситет, завщуючий кафедрою геоекологп та конструктивно! географа

Офщшш опоненти:

Провщна установа:

1. Доктор географ1Чних наук, професор Шуйський Юрш Дмитрович

Одеський держушверситет, професор кафедри ф1зично'1 географп та природокористування

2. Доктор географ1чних наук, професор Боков Володимир Олександрович СЛмферопольський держушверситет, зав1дуючий кафедрою геоекологп

3. Доктор техшчних наук, професор Шеренков 1гор Аркадшович

Харювський державний техтчний утверситет буд^вництва та арх!тектури, завщуючий кафедрою безпеки життед1Яльност! та ¡нженерноУ екологи

УкраУнський науковий центр екологи моря Мшстерства охорони навколишнього природного середовища 1 ядерно'1 безпеки, лаборатория наукових проблем ¡нтегрованого управлшня прибережного смугою, м. Одеса.

Захист вибудеться кв1тня 1998 р. о.

_годин! назасщанн! спец1ал!зовано1

вчено! ради Д 64.051.04 при Харювському держушверситет! за адресою: 310077 Харюв, пл. Свободи, 4, ауд. 5-69.

3 дисертащоо можна ознайомитись у Центральнш науковш б1блютещ Харювського держушверситету за адресою: Харюв, пл. Свободи, 4, ЦНБ ХДУ.

Автореферат роз'.слано'

1Ъ

ьере-к.и 1998 р.

Вчений секретар спещал!зованоТ вченоК ради, канд. геогр. наук, доцент

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть дослждення

Актуальшсть даного дооиждення визначаеться двома аспектами — актуальшстю в теорн i методологи конструктивно'1 географп в цшому та в наущ про MopcbKi береги та акватори зокрема.

Прогрес в розвитку конструктивно'1 географп багато в чому пов'язаний з впроваджен-ням в неТ системного гадходу. Його иде\' почали проникати у Bci области знань теля друго! cBiTOBOi вшни. Розповсюдженню цих ¡дей сприяла взаемод1я сумюних, а ¡нколи i цшком р1зних наук, а також поява i розвиток юбернетики, HOBiTHix математичних метод1в та Moryraix комп'ютерних та ¡нформацшних технолопй. Пж лублкацш системного характеру в географп спостер1гався в 70-80-i роки. Серед них зщзначимо пращ загального геосистемного плану А. Д. Арманда, В. I. Беляева, В. О. Бокова, М. Д. Гродзинського, Я. Демека, В. С. Преображенського, В. В. Сочави, О. Г. Топчиева, А. М. Трофимова, Д. Харвея, Г. I. Швебса, П. Г. Шищенка, R. J. Chorley, В. A. Kennedy, а також пращ з анал'1зу геоморфолопчних систем А. Д. Арманда, О. В. КашменськоТ, О. В. Позднякова, Ю. Г. Симонова, Д. О. Тимофеева, А. М. Трофимова, Дж. Торнеса, Д. Брунсдена, I. Г. Чер-ваньова, R. J. Chorley, 1.1. Hack, С. R. Twidale, I. A. Bourne, D. M. Smith.

У кшщ XX стсшття географ1я дуже активно стала сприймати i розповсюджувати ¡деТ системного анал1зу, при цьому найбшыш його уешхи помнились там, де дослщжувався i конституювався складний об'ект. Поступово вщбувався перехщ вщ поверхового та опи-сового розумшня сутноси системного гадходу в географп до розумшня необхщност! роз-криття мехашзм1в взаемодш в географ1чних системах. Саме так розум1в основну Miciio «¡стемного анал)зу в географп' i геоморфологи Ю. Г. Симонов (¡988). На його думку, сис-темний анал'13 не змшюе традицшний ¡сторико-генетичний тдхщ в географп, а доповнюе i розвивае його. Не дивлячись на помггне просування ¡дей системного анал1зу в географию, щучи за Ю. Г. Симоновим i узагальнюючи його думки з приводу використання цього анал1зу в геоморфологи, слщ сказати, що ще й дои системш дослщження в географп зна-ходяться в мадях свого становления, i можна видшити такий важливий напрям, який полягае в пошуку нових, paHiuje вщеутшх в географп проблем, виршення яких за допомо-гою системного анал1зу було б найбшьш ефективним.

Саме в цьому напрямку бачимо майбутнш прогрес в конструктивны географп. Слщ зауважити, що попередшми дослщниками не було сформульовано бшьш широкий та, на наш погляд, ключовий напрямок системних дослщженъ в географ11: виявлення мехатзм1в функцюнування географшних систем та на цш основ! виршення проблем прогнозування, стшкост1 та управлшня вказаними системами.

Величезну роль у системному тдход1 ввдграе вчення про зворотт зв'язки. 3 його допо-могою розкриваеться вищевказаний мехашзм внутр1шнь01 взаемодп в геосистемах, а також частково прояснюеться мехашзм Тх функцюнування в цшому. Завдяки цим зв'язкам вщбуваеться процес саморегуляцп в геосистемах i переход Чх у динамично р1вноважш ста-

ни. У зв'язку з цим Р. Чорл1 та Б. Кеннеда (1971) вщзначали, що системи, яи володЬоть прямими (зворотними негативними зв'язками, функцшнують за принципом саморегуляци, що надае Тм значноУ еластичносп та гнучкосп реакцц на зовшшш впливи. Як показав Г. I. Швебс (1986) на основ! пращ Д. Харвея (1974), ви геосистеми за характером зворот-них зв'язюв можна розподшити на гомеостатичш1 адаптивш. Перил володтоть мехажзмом повернення системи при П випадкових флуктуащях в попереднш стан (мехашзм саморегуляци), друп теля зовшшшх вплив'т завдяки мехашзму адаптацп переходять на шший ревень розвитку, в ¡нший р1вноважний стан («прившейований стан» за Г. I. Швеб-сом). Перебудова мехашзму адаптацн реальних адаптивних систем може вщбуватися по-ступово або стрибкопод!бно; осташпй випадок найбшьш типовий для контрольованих (самооргагазованих) адаптивних систем, для яких пристосування досягаеться якюною змшого структури системи.

Кр1м реальних адаптивних систем, видшяються абстрактш, або концептуальш, адаптивш системи, яы являють собою формальну побудову для цшей вивчення, прогнозу або управления.

Анал1з призначення абстрактних адаптивних систем виявляе Тх конструктивну спрямовашсть для створення реальних адаптивних систем. Найбшьш загальний принцип конструювання таких систем грунтуеться на сумкному розгляд1 ¡М1тацшних та опттапзацшних моделей, що об'еднага в систему. Мехашзм адаптацй' тут формуеться тим чи шшим подходом до способу опттшацп (Швебс, 1986).

1нший конструктивний керуючий пщхщ, який розробляеться вщомою школою геосистемного та гсоситуацшного анал!зу А. М. Трофимова, полягае в тому, що збалансовашсть взаемодш в геосистемах I в географ^чному простор! - чаи (ГПЧ) в ((¡лому може здшснюватись двома шляхами. По-перше, силами процесш становления розвитку взаемод1й, тобто «зсередини», 1 в такому випадку формування структури геосистеми (або ГПЧ) вщбуваеться стихшно, шляхом саморозвитку та самооргашзацп. По-друге, цшеспрямовано, шляхом глибокого шзнання процеав взаемодш в геосистемах (або ГПЧ) та використання знайдених законом1рностей для ефективного формування Тх оптимально! структури. У другому випадку можна говорите про реалпацпо керуючого аспекту вивчення геосистем.

Попри все, на наш погляд, сам по соб1 системний пщхщ, який дуже важливий на перших етапах його впровадження в географш, не дозволяе глибоко вивчити вищевказаш мехашзми саморегуляци, адаптацп та функцюнування геосистеми. Тут на р1вш вщсталих та бютизованих геосистем не обштися без глибокого знания ф!зичних, х1м1чних та бюлопчних закошв та законом1рностей. На цьому грунтуються ва сучасш досягнення в области природознавства та тзнання всього складного свиу, яю намагаються, часто формально, впровадити 1 в теоретичну географцо. Серед цих досягнень вщзначимо пращ П. Гленсдорфа, I. Пригожина, Г. Нжолюа з самооргашзаци в нер1вн0важних системах, в яких впорядкованносп виникають через флуктуацй; пращ Г. Хакена з синергетики, а також пращ Т. Постона, I. Стюарта та Р. Плмора з теорп катастроф.

Досвщ показуе, що виршення багатьох конструктивних задач та проблем в-при-родознавств! в цшому, i в географы зокрема, було пов'язане з використанням ушверсальних закошв збереження речовини та енерги. Таким чином, системний та балансовий шдхщ, на наш погляд, повинш лежати в основ! Bciei сучасноТ конструктивно!' географп.

Таким чином, вищезазначений огляд сучасного стану i р'тня розробленосп' проблем в обласп конструктивно'1 географп показуе, що й доа тут вщеутш ршення великих та зна-чущих проблем з единих позицш системного та балансового пщход1в, коли сум1сний анал1з динамки, стшкосп та управлшня конкретними геосистемами спираеться на едину сис-темно-балансову (ф1зичну) методологию та единий математичний апарат. Дал1, в конструктивны географа до цього часу не поставлено i не виршено проблеми бшьш низького р^вня: анал'¡з можливих nepexoflis гомеостатичних систем у адаптивш (пошук та анал1з храничних р!вней втитав на гомеостатичну систему, при яких порушуеться ¡снуючий мехатзм саморегуляци та виникае новий адаптивний мехашзм, який переводить геосистему в новий р!вноважний стан), систематичний анал13 катастроф, динам1чних нестшкостей, б1фуркацш i стохастичност1 в конкретних геосистемах. Все вищезгадане ви-конано автором на приклад! морських берегових систем.

Актуальшсть даного дослщження у другому аспект! — конкретней облает) дослщження автора—визначаеться тим, що глобальш еколого-економ1чш i демограф1чш проблеми та процеси (серед яких дефщит природних наземних ресурсов та територш, рЬке зростання населения земноТ кул!) обумовили повсюдне залучення прибережних зон MopiB та океашв у господарську д1яльтсть людини. У подальшому вплив людини на Ц1 зони буде тшьки збшьшуватися (Саф'янов, 1978), що шдсилюеться прогресуючою Mirpauiejo населения до морських берел'в (Дергачов, 1982; Walker, 1981).

У той же час такий вплив здшснюеться часто без врахування природного ходу природних процеЫв, яю вщзначаються в прибережних зонах, i специфши функцюнування берегових систем. Так, наприклад, одшею з важливих народногосподарських проблем с укршлення морських берепв, яи штенсивно руйнуються, i водосховищ або зниження будь-яким засобом швидкостей i'x ввдетупу. Традицшний cnoci6 виршення uici проблеми полягае в буд1вництв! дорогих пдротехтчних споруд: хвилевщбшних стш, бун, хвилеломш та ¡н. Однак тривалий досвщ експлуатацп дих споруд показав, що в багатьох випадках стратепя укршлення берепв бетоном хибна (В. П. Зенкович, А. Г. Юкнадзе, В. А. Мамик'ша, Н. О. Айбулатов, Ю. В. Apnoxin, Л. А. Беспалова, В. М. Пешков, Ю. Н. Сокольников, А. Н. Wearne). Поява в прибшнш зош стороншх тш порушуе природний Х1Д берегових процес'ш, призводить до зм'ши пдродинамки прибшнoi зони, режиму над-ходження та перем1щення уламкового матертлу, сприяе бщьш ¡нтенсивному розливу дна i вреиш решт викликае в деяких випадках катастроф^чне руйнування 6eperiB. Це зафшеовано на берегах Чорного та Азовського морш в районах Соч1, Гагри, Пщунди, Очамчире, Приморсько-Ахтарська та iH. (П. К. Божич, В. П. Зенкович, В. А. Мамикша, Ю. В. ApnoxiH, JI. А. Беспалова, В. М. Пешков). Побочний негативний ефект тако'1 стратеги

полягае в тому, що в результат! укршлення одних далянок берега штенсифшуеться руйнування еуадшх (Пешков, 1983).

Враховуючи ui обставини, а також економ!чний фактор (висока вартють споруд), у да-ний час все биьша юльюсть дослщниюв приходить до висновку, що бшыи рацюнальним е не стшьки укршлення берепв, скшьки упраюшшя i'x еволющсю шляхом впливш, як! ство-рюють характер природних процеав. Сюди вщносяться: пщсипка або вилучення уламко-вого матергалу певних po3MipiB i мщносп, змша берегово!' лши моря та ш.). G досить бага-то po6iT, в основному описового плану, присвячених формуванню штучних пляж!в та ix poni в захисп берегов в!Д руйнування.

М. В. Ссшим (1980) та незалежно нами (Trofimov, Moskovkin, 1980) було одержано в деюлькох р1зних видах р1вняння балансу уламкового материалу, який формуеться бшя тдшжжя абразшного берегового схилу. 3 цього виходить, що уламковий матер1ал, який знаходиться у береговш зош, вццграе роль негативного зворотного зв'язку, який повертае абразда в стадда динанично! р1вноваги. В цьому випадку в береговш систем! юпф-пляж встановлюються стацюнарш швидшсть абрази (вщступ юнфу) та об'ем уламкового (пляжеутворюючого) матер1алу. Абразшний процес, який знаходиться в стадн динам1чно'1 piBHOBarH, може бути виведений з неГ в результат! вилучення або ш'дсипкн уламкового матер1алу. Реакщя на ui впливи буде такою. Повернення абрази в стад!ю динам1чно1 piBHOBaги в першому випадку вадбуваеться шляхом збшьшення швидкосп вщступу берега, у другому — шляхом зниження uiei швидкост! (€сш, Московии, Дмитриев, 1987). Виходячи з цього, можна зробити висновок, що вщзначене в ряд1 роб!т збшьшення штенсивноеп руйнування берепв Чорного моря в останне десятиргччя являс собою реакцда абразшного процесу на вилучення великого об'ему наноав з берегового схилу. Про шкщлив1сть тако'/ практики i безперспективност1 сучасних берегових зон Чорного та Азовського MopiB як джерела промислового видобутку теку та гальки пишуть багато дослщниюв. В той же час залишаеться вщкритим питания вщносно того, якими мають бути небезпечш (граничш) об'еми вилучення матер1алу (дночерпальних робгг) в тих чи шших природних умовах.

У розу MiHHi процессе еволюцп рельефа, включаючи контакта зони, велику роль ввдграли роботи з математичного моделювання в геоморфологи, у тому числ1 роботи з моделюван-ня в облает! морфодинамжи берепв та шельфу (А. С. Девдар!аш, М. В. 6с!н, В. JI. Мак-симчук, Б. А. Пишюн, Дж. Торнес, Д. Брунсден, А. М. Трофимов, Д. Харбух, Г. Бонем-Картер, П. М. Хом'яков, F. Ahnert, W. Е. Н. Culling, М. Hirano, М. Kirkby, U. Grenandcr, А. Е. Scheidegger, A. Young).

Загальн! яюсш закономерности розвитку абразйного берега в систематичному вигляд! сформульовано в роботах В. П. Зенковича (1946, 1962), В. В. Лонгинова (1963), О. К. Леонтьева, Л. Г. Ндафорова i Г. О. Саф'янова (1975), а в кшьккному аспект! — у працях М. В. ес!на, М. Т. Савша i О. П. Жиляева (1980). В розвитку загально'1 Teopi'i еволюц!'1 абраз!йнного берега значну роль вдаграли досл!дження Ю. Д. Шуйського в облает! абразп 6eperiB, складених глинистими породами, стирання пляжеутворюючого

матер1алу та балансу наноав в береговш зош, а також експериментальн! (лабораторн!) досл1'дження Ц. Сунамури.

Антропогенш впливи на прибережш зони мор1в та океатв призводять не тмьки до штенсифшаци абразшних процейв, але 1 до сильного забруднення прибережних водних акваторш. При розробщ тдхода до управлшня морськими береговими системами в аспект! управлшня яюстю води в прибережнш зон! моря велику роль ввдграють як природо-охоронш заходи, яю проводяться на водозборах, так I конструювання штучних гщробюшженерних систем бюфшьтрацшного типу в самих прибережних акватор1ях (штучш рифи, штучш м^ев! бтценози, мдаев! бюфшьтри). Експериментальш та натурш досшдження в останньому напрямку розкрито в роботах Ю. П. Зайцева, А. Корольова, А. Н. Тетюра, В. А. Яценка та ж. В той же час комплексш достижения, як\ б синтезували обидва Ц1 напрямки, не проводились. Узагальнення математичних иетошв та моделей оптим1заци процеав очистки природних й спчних вод проведено в робот! (Найденко, Кулакова, Шеренков, 1984) тшъки у контекст! роботи очисних споруд \ не поширюсться на природш прибережш акваторп.

Таким чином, вищезгаданий огляд сучасного стану й р1вня розробленосп проблем в облаеп науки про морсью береги та акватора дозволив визначити так! невиринеш проблемш питания: 1) з единих позицш системного (аспект взаемоди) та балансового (пор!вняння балансу пляжеутворюючого материалу) пщходов у систематичному вигляд'1 не доошждено динамку, сташсть та управлшня береговими морськими системами з метою Ух пристосування до динам1чно р1вноважних сташв, що е проблемою конструктивно'1 географп; 2) не дослщжено процеси функцюнування природних та керованих штучних пляж1в як по.шдислерсних систем 31 змшюваним в час1 гранулометричним складом; 3) не доипждено динамику та стшюсть берегових морських систем з урахуванням бютичного фактора, таких як: донна абраз1я — уламковий матер!ал — бюмаса донного бюценозу; теригенно-бюгенний донний матер!'ал — зважений матер1ал — бюмаса зообентоса; 4) не дослщжено процеси абразшно-Л1Тодинам1чно'( взаемоди в контактнш зош мор1в та океашв з використанням методов дифузшного моделювання рельефа та берегових лшш, а також моделей берегових динам!чних систем типу юпф-пляж, кл1ф-пляж-шельф в контекст! виршення завдань рацюнального при-родокористування та палеогеоморфолопчних реконструкцш для цшей пошуково!" морсько!' геологи; 5) не дослщжено проблему управлшня яюстю води у прибережнш зою моря в умо-вах ¡нтенсивних антропогенних навантажень з використанням балансових ршнянь, а також не розроблено методологи оцшки цих навантажень та вибору заход1в для !х зниження.

Отже, на основ! перелжу невир!шених проблем сформульовано так! цш та завдання даного досл!джеиня.

Мета та завдання досл1Дження

Мета роботи полягае в тому, щоб на основ! системного (аспект взаемоди") та балансового (ф!зичного) пщход!в, з урахуванням розробленихранше яшсних уяв про функцюнування морських берегових систем, закласти теоретичш основи динам!ки, стшкосп та управлшня

такими системами 1 на Тх 6аз1 розробити падходи та методи вир^шення завдань охорони оточуючого середовища та рацюнального природокористування у береговш зон! мор1в. У вщповщносп з метою виршувались тага завдання:

1. Дослщження функщонування берегових керованих динам1чних систем типу юпф-пляж та юпф-пляж-шельф в р1зних умовах берего-пляже-шельфоформування (крихю та мщш породи), постшш та змшш висота 1 круткть кл1фу, постшннй та осцилюючий хвильовий фактор та ш.) та керуюючих вплив1в (поспйна I змшна тдсипка або вилу-чення матер1алу з берегово! зони) з проведениям велико! кшькост! чисельних експеримент1в з прогнозування розвитку таких систем та виявленням законо\ирностей цього розвитку.

2. Дослщження функцюнування природних та штучних пляж!в в умовах стирання, вине-сення та штучно! пщсипки матер1алу з проведениям чисельних експериментш з прогнозування динам¡ки гранулометричного складу та об'е\пв пляж1в на основ! стохастичних марювських моделей.

3. Анал1з стшкост! берегових систем типу кл1ф-пляж до детермшованих постшних та пер!Одичних збурень, малих випадкових збурень та одержання кшькюних критерпв деградацп пляж!в абразшних берепв в р!зних умовах бере-го- та пляжеформування.

4. Досшження функцюнування берегових систем: донна абразЫ — пляжеутворюгочий матер1ал — бюмаса донного бюценозу; теригенний донний матер!ал — бюгенний донний матер1ал — зважений матер1ал — бюмаса зообентоса, пошук та анал1з б1фуркацш Хопфа (автоколивальних режимов) в цих системах, включаючи !х стшмстъ.

5. Виршеиня проблеми оптимального управлшня береговою системою юпф-пляж з и переводом у динакично р1вноважений стан за мшмальний час або на основ! одночасно! мий^шаци часу та об'ему тдсипного материалу, а також проведения пор!вняльного анал]зу впливу р13них классе керуючих дш на абраз1йнии процес.

6. Дослщження процеав абразШно-лггодинам!чноТ взаемодп в контактнш зош мор1в та океашв з використанням метод1в дифузшного моделювання рельефу та берегових лшш, а також моделей берегових динам1чних систем, виявлення особливостей взаемодп платфор-мових областей суш! та материкових околиць, яю можуть використовуватись при палеогеоморфолопчних реконструкщях для цшей пошуково! геологи (прогнозування ро-довищ розситв, похованих на висувному материковому схши).

7. Вир^шення проблеми управления яйстю води прибережно'1 зони моря в умовах штенсивних антропогенних навантажень, розробка методологш оцшки цих навантажень та вибору заход'ш до !'х зниження на приклад') умов ГНвденного берегу Криму. Розгляд и:а проблеми пов'язано не тшьки з тим, що вона знаходиться в русл! системного та балансового пщход1в, але й з тим, що сам! абразшш й лггодинамшт процеси (руйнування берепв, стирання уламкового матер1алу) та керуюЧ1 ди (тдсипка та вилучення матер1алу) вносять др!бнодисперсш забруднення в морське середовище,! тому необхщн! гадходи та методи нейтрал1защ1 цих забруднень.

Вихляний (початковий) матер1ал

В основу роботи покладено особисп' теоретичн! та прикладт дослщження автора в облает! анал1зу та моделювання морських берегових систем, великий об'см натурних да-них по Швденному берегу Криму, який 31'брано автором п!д час проведения НДР для «Територ!альноТ комплексно'1 схеми охорони природи курорта Криму», який включае даш по морфометрп берепв та пляж1в, стирания наноав Кримського протизеувного управлшня (Ялта), пдрологи берегово! зони Експериментального в!дд!лення Морського пдро-ф1зичного шетитуту (вис. Кацивел^, бюфшътрацшно! зд1бност1 мдаевих б1оценоз!в 1нституту бюлогл швденних мор1в (Севастополь), а також основш принципи системного (аспект взаемоди) та балансового шдход!в. В робот! використано яюсш та кшьюеш законом!рносп розвитку морських берегових систем, яю було одержано попередшми дослщниками.

При написанш роботи широко використовувався математичний апарат теорш динам!чних систем, Тх стшкост!, б!фуркацш Хопфа, катастроф, оптимального управлшня, мармвських процеав та ¡нших, а також стандартний апарат математичного анал1зу, зви-чайних диференцшних р^внянь та математичноТ фЬики. Широко використовувалось чи-сельне моделювання динам!чних систем на баз! фортрашвськоТ п!дпрограми ЯКвБ (метод Рунге-Кутта).

Як фактичний матер!ал широко використовувались даш натурних вим!рювань та емп!ричн! залежност! за умов берего- та пляжеформування, одержан! Ю. Д. Шуйським для умов крихких глинястих порщ (мис Бурнас, Чорне море, УкраУна) та М. В. Синим — мщних флишозих порвд (Новоросшський геолог!чний район, Чорне море, Роая).

Основш положения, що с предметом захисту

1. Теоретична концепщя динамжн, стшхост! та управления морськими береговими системами типу инф-пляж, кл!ф-пляж-шельф, кл!ф-пляж-шельф-бентос та ¡нших, яка побу-дована з еднних позицШ системного (аспект взаемодГТ) та балансового пщход!в ! яка зво-диться до побудови та анал'юу р1зних динам1чних систем Н-1У порядюв, що дозволяе ефек-тивно виршувати завдання прогнозування, стшкост! та управлшня морськими береговими системами.

2. Концепщя системного дифузшного моделювання абразшних берегових схил(в та лшШ, що побудована на основ! синтезу ратшерозглянутих моделей динам!чних систем типу ктф-пляж з дифуз!йними геоморфолопчними моделями! яка дозволяе вир!шувати актуальш завдання рацюнального природокористування в прибережшй зот моря та на шельф!.

3. Концепщя управлшня ямстю води в прибережий зон! моря в умовах штенсивних антропогенних навантажень (портов! акваторп, околиц! морських випусюв ст!чних вод, рекреацшш зони), яку побудовано на основ! простих балансових моделей якосгп води, включаючи методолоп1 ¡нтегрального антропогенного навантаження на прибережну зону моря та вибору заходав до його зниження (чергов1Сть, прюритетшеть, локал!зац!я, доля навантаження, що зшмаетъея), на приклад! П!вденного берегу Криму.

Вама трьома концепщями закладено теоретичш основи динамгки, стшкосп та управлшня морськими береговими системами з единих позицш системного (аспект взасмодп] та балансового шдходш, яю в свою чергу стали основою для виршення зав-дань рацюнального природокористування в береговш зон! мор1в за допомогою керую-чих вплив1в на процеси, що вщбуваються в нш, з метою Тх пристосування до динамично р1вноважних природних сташв.

Наукова новизна робота

1. Теоретичныйргвень. Розроблено три вищевказаш теоретичш концепнн, ям складають основу положень, що е предметом захисту.

2. Методологмшйркень. Розроблено методолоп! оценки ¡нтегрального антропогенного навантаження на прибережну зону моря та вибору заходт до його зниження.

3. Емтричний р1вень. Побудовано ряд класифжацш (наприхлад, шкала районування при-бережно!' зони моря за ступеней ¡нтенсивносп ¡нтегрального антропогенного навантаження), встановлено емшричш та нашвемтричш залежност та фуккцй (функцп штенсивност абразп та стирання пляжеутворюючого матергалу вщ об'ему цього матергалу, апроксимацн хвильово'1 активносп та коефвденту стирання пляжеутворюючого матер1алу рядом Фурье або найпроспшою тригонометричною функщею для умов ГПвденного берегу Криму та ш.).

4. Регюнальнийргвень. Перев1рка ряду теоретичних концепцш та положень роботи проводилась для природних умов деяких регюшв Чорного моря (район мису Бурнас, Укра1-на; Новоросшський геолопчний район, ГОвденний берег Криму), при чисельному моделюванш за вс1ма моделями використовувались емшричш (натурш) дан!, що вщповщають природним умовам вищезазначених райошв.

Практичве значения роботи

Практичне значения полягае у виршенш ряду теоретичних та методолопчних проблем, що можуть бути покладеш в основу оргашзацй охорони навколишнього середовища та рационального природокористування в прибережнш зош моря. Розроблеш в рамках вищев-казаних теоретичних концепцш математичш модел1 можуть бути ефективно використаш в системах репонального еколопчного прогнозу й експертиз1 передпроектних та проектних ршень. Наприклад, вони можуть бути використаш в рамках ¡мтцшцних експертних систем, яю дозволяють програвати р1зн1 сценарц до на прибережш зони мор1в. Розроблеш в даному дослщженш конкретш гадходи та методи в опттшацп берегових систем кшф-пляж та в оцщщ стшкосгп пляжчв можуть бути використаш в розвитку ¡нженерних мето;нв захисту берепв на баз! природних аналопв у береговш морфодинамщ1 та пдротехшщ. Аналопчш пщходи та методи, що розроблено в рамках оптимально'] якосп води прибережно!' зони моря в умовах штенсивних антропогенних навантажень, можуть бути використаш в розвитку ¡нженерних метсздв захисту морських прибережних зон вщ забруднення в еколопУ морсь-ких берепв. Б'шьш того, в робот1 запропоновано \ обгрунтовано створення сумщених систем захисту берепв вщ руйнування та прибережних акваторш вщ забруднення.

Багато з роздЫв робота були частиною держбюджетних тематик Ялтинських вщдшв ВНД1 з охороки вод (Харюв) та Сочинського Н1Ц АН СРСР «Управлшня розвитком рекреацшних територш та туризму», якими автор керував в перюд з 1989 до 1991 р.

Матер1али дисертацшно'1 роботи було використано при розробщ «Територ1ально1 комплексно!' схеми охорони природи курорта Криму» (головна оргашзащя — Украшський Ппроград). Економ1чний ефект вщ впровадження результате домиждень склав по курорт-но-рекреацшних пщрайонах: СвпаторШсько-Сакському — 201 тис. крб.; Ялтинському — 231 тис. крб. (в цшах на початок 1990 р.).

Дане дослщженя проводилось також в русл! робгг кафедри геоекологи та конструктивно! географн Харювського ушверситету, де автор, починаючи з 1994 р., проходив шдготовку як докторант.

Особистий вклад автора. Bei основш ¡де!, положения та розробки, що опублжовано 31 ствавторами, належать авторов!, за винятком робгг, опублжованих стильно з М. В. Осшим та В. А. Дмитр!свим (i'x пом!чено номерами 3, 5, 9 у даному автореферат!), в яких ствавторам належать матер1али чисельного моделювання задач, як\ поставлено автором.

Апробашя роботи

Основн1 положения дослщжень, що увшшли в дисертацно, доповщались на 23 м1ж-народних, всесоюзних, республшанських та регюнальних конференщях, симпоз1умах, парадах та семшарах у Micrax Симферополе Казаш, MocKBi, T6mci, Черкасах, XapKoBi, Одеа, 1ркутську, Геленджику, BapHi, Токю.

Теоретичш та методолопчщ положения дисертаци загального геосистемного характеру пройшли апробацда на семшарах кафедри економ1чно'!' географп та репонального анал1зу Казанського ушверситету, яи проводились пзд кер^вництвом професора А. М. Трофимова, ! друкувались в роботах цих ceMiHapiB (зб1рники з математико-географ1чного моделювання Казанського ушверситету) i через цей механизм ix було впроваджено в науково-дослщний та учбовий процес географ1чного факультету Казанського ушверситету.

Багато з теоретичних та прикладних положень дисертаци в обласп моделювання берего-вих систем через так! механ!зми взаемоди з вщомими береговими школами Швденного ввдшення 1нституту океанологи РАН (Геленджик) та'Бшоруського ун!верситету (кер!вни-ки професори М. В. €сш та В. М. Широков) було впроваджено в науково-дослщга та учбов! процеси цих берегових центр1в, що й знайшло вщображення в численних сумюних публ!кац!ях з вищевказаними вченими в академ!чних журналах та у «Вкнику Биюруського ушверситету».

На засщаншробочоТгрупи «Морськ! береги» при КомЫ АН СРСР з проблем Св!тового океану в 1986 р., що проводилось в рамках XVI Конференци з питань морських берепв (Ростов-на-Дону), напрям дослщжень автора стосовно о птим!зац!'1 берегових процес!в було визнано як новий i прюритетний; це знайшло вщображення в передмов! до наукових статей шд назвою «Природш основи берегозахисту» (Москва: Наука, 1987) вищевказаноТ робочо'1 групи та в самш програмнш доповвд! автора «До Teopi'i управл!ння абразшним процесом», яку було зроблено епшьно з М. В. Ссшим та В. А. Дмитр1евим.

Публжацп

За темою дисертацп опублковано 66 poöiT, в тому чиш одна монографт в сгававторств1 з А. М. Трофимовим, 20 статей—в акаде.\нчних журналах (з них 5 в «Доповщях» АН СРСР та HAH Украши), 8 статей — в академ!чних зб1рниках та працях академ1чних шституто СРСР, Pocii та Украши, 6 статей — в м1жнародних та заруб1жних англомовних журналах.

Самоспйно опублковано 15 статей, з них 7 — в академ1чних виданнях, яю вщповщають перелжу ВАК Украши («Доповцр HAH Укра/ни», «Водм ресурси», «Геололчний журнал») та 4 — в зб1рниках i працях академ1чних ¡нститупв (ВНД1 системних дослщжень АН СРСР (Москва), 1нституту пдромеханки HAH Украши (Кий), ДСНЦ АН СРСР (Владивосток).

Переяж робгт автора за 1991-1994 роки увшшов в м1жнародну б1блюграфио з морфологи та динамки берегово! зони мор ¡в, опублковану до XXVIII Конгресу М^жнародного Географнного Союзу (Имеччина, 1996) KoMicieio Берегових Систем МГС у спсгцальному випуску М1жнародного журналу «Journal of the Coastal Research». БШлюграфхю автора було рекомендовано та представлено до публжацп ВсеукраТнською Асощащею «Свроберег-Укршна».

Об'ем та структура роботи

Зм1ст дисертацп викладено на 286 сторшках машинописного тексту. Робота включае 94 малюнка, 21 таблицю, список л1тератури з 253 назв, в тому чиып 39 на ¡ноземних мовах, три додатки на 38 сторшках.

Дисетрацшна робота складаеться з вступу, шести роздшв, заинчення та додаткш.

■ . Подяки '

Автор висловлюе подяки за плщну сшвпрацю та корисю дискусн cboim ствавторам: доктору географ1Чних наук, професору А. М. Трофимову (Казанський ушверситет), доктору географ1чних наук, професору В. М. Широкову (Бшоруський ушверситет, посмертно), доктору географ1чних наук, професору М. В. Сану (¡Швденне в1ддшення 1нституту океанологи РАН), доктору ф!Зико-математичних наук, професору I. Т. Селезову (1нститут пдромехашки HAH Украши).

Автор висловлюе подяки за шндш дискусй та моральну гадтримку, подану в pi3Hi перюди роботи над дисертащею, доктору гсографшних наук, професору Ю. Г. Симонову (Московский ушверситет), доктору географ1чних наук А. С. Девдар^аш (1нститут океанологи РАН, посмертно), доктору географ1чних наук, професору Г. I. Швебсу (Одеський ушверситет), доктору техшчних наук, професору I. Г. Черваньову (Харювський ушверситет), доктору техшчних наук С. А. Пегову (Центр пщготовки та реатизанп проекта, Москва), доктору географ1чних наук П. М. Хом'якову (вщдш системно!' екологн НД1 системних дослщжень РАН), доктору географ1чних наук, професору B.C. Залетаеву (1нститут водних проблем РАН), а також своему науковому консультанту, доктору географ1чних наук, професору В. Ю. Некосу (Харывський ушверситет).

Автор щиро вдячний також О. М. Кармазшу та к. ф.-м. н. В. В. Приткшу за техшчну i комп'ютерну тдтримку, надану при оформленш дисертацп.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

Викладаеться у вщповщноеп з положениями, що € предметом захисту.

1. Теоретична концепцш динамжи, стшкосп та управлшня морськимн береговими системами, яку побудовапо з единих нозишй системного (аспект взашода) та балансового шдхода (роздали 1-4).

Розглянемо ocuoBHi послщовга етапи побудови та розвитку дано! концепцн.

Автором вперше запропоновано клас берегових керованих динам!чних систем типу «бе-реговий уступ (юнф) — пляж», в основ! яких лежить зр1вняння балансу пляжеутворюючо-го матер1алу та кшематичне сшввщношення для швидкосп вщступу вертикального кшфу.

~= aH(s)f(w) -<p(W) + tii), jf = fW), (1)

де a — доля пляжеутворюючого матер1алу в породах, що складають берег; W — об'ем пляжеутворюючого матер1алу, який розраховано на одиницю довжини берегово! лшп, м3 /м; S—вщстань, на яку вщступае юиф в npoueci абразп берега, м;H(S) — висота кшфу, яка залежить вщ профшю берегового схилу, м; f(W) — швидюсть вщступу юифу, яка залежить вщ об'ему пляжеутворюючого материалу, що лежить в його гадвалинах, м/рж; ф (IV) —штенсившсть стирання пляжеутворюючого матер1алу в результат! хвильово! ди, M2/piK; и ft) — керуючий фактор, який являе собою штенсившсть штучно! шдсипки або вилучен-ня матер1алу з берегово! зони, m2/piK; t — час, р!к.

Ця система всеб1чно вивчалась у Bcix трьох аспектах запропоновано! концепцп (динамка, стшюсть та управлшня) при п'ятьох видах емтричних функцш f(W), що апроксимують дан! натурних досл'щжень Ю. Д. Шуйського (умови крихких глинястих порщ поблизу мису Бурнас, Чорне море, Украща) та М. В. Gcina (умови мщних флшових порщ Новорос'йського геолопчного району), двох натвемшричних законах стирання пляжеутворюючого матер1алу (лшшного та нелшшного) <р (W),(<P (W)= k,W,q> (W)=cW/(W+y1), к, с,г, = const) та трьох клаа'в функцШ H(S) (Н = const, прямолшшний та експоненц!альний проф№ берега).

При постшнш BHCOTi юифу (Н = const) вивчено вплив р1зних вцщв функцш f(W) та <р (W) на береговий процес, включаючи анализ його виходу в усталений стан, а також чутлив1сть модел1 до змши р'шшх параметр'ш. Наприклад, показапо, що висота кшфу (Н) та керуючий фактор (и) бшьш чутлив! параметри у пор!внянш з коефщ1ентом стирання (к) при лшшному закот стирання (ф ('Ж^/сИОвумовахвилучення матертлу (и<0).

Розрахунки показали, що для стабшзацн продесу абразн для умов крихких глинястих пор¡д з формуванням шщаних пляж!в необхщш ¡нтенсивш тдсипки материалу (на р'тш 4-5 mJ/piK i бшьше). Для цих же умов показано, що критичш значения вилучення матер1алу, при яких вщбуваеться зникнення р1вноважних (стабшьних) пляж!в, знаходяться в ¡нтервал1 -1< и < -0,1 м2/рж.

Показано, що лшшний закон стирання пляжеутворюючого матер1алу описуе бшьш силь-ний негативний зворотний зв'язок у береговш систем1 в тцнвнянш з нелшшним законом, тобто сприяс швидкш стабшзаци пляжу та бшьш низькому стацюнарному piBHio. Одер-

жано та проанал1зовано декшька клаав анаЛ1тичних р!шень динам1чно'1 системи (1) при Н - const.

При похилому прямолшшному береговому cxiui, коли виеота юпфу змшюеться за лшшним законом в залежност! вщ величини вщсташ, на яку вщступае кл!ф (S), замють

другого кшематичного р!вняння системи (1) розглядаеться р1вняння = tgaoffyv) для

умови вертикального кшфу, де а 0 е кутом нахилу берегового схилу. Одержано аналггнчне ршення для динам1чно'1 системи у фазовшплощит (Н, W) при u = const, f(Wj =b/W, <р (W) = kW у модифжованих функщях Бесселя. В цшому одержан! ршення мають Taxi особливоси. Якщо початкова точка (H0,W0) лежить вище нульово'1 ¡зоклши (гранично! криво!) H=(kW- - иW)/ab, тод1 функщя W(Н) убувае, досягаючи мш!муму на нш,причому W(H)>0 i дал! зростае, терплячи в деякш точщ перегин, асимптотично прагнучи до гранично!' криво!. Якщо початкова точка лежить нижче нульово! ¡зоклши, функщя W(H) монотонно зростае, прагнучи (без перегину) до граничного ршення.

Близью результаты було одержано i при квадратичнш фуккщХ f(W). Анал!з матема-тично! модел! вщступу берегового схилу в умовах змшно! висоти юпфу показав: якщо висота кл^фу на однш з д!лянок берега бшьша, н!ж на суиднш, штучне вилучення матер!алу доцшьно проводи™ на дшянщ з бшьшою висотою юпфу, тому що в цьому випадку швидше вщбуваеться поповнення вилученого матер!алу за рахунок його при-бування з кшфу. Показано умови, коли недоцшьно робити надто велик! об'сми пщсипки матер!алу з метою нарощування пляжу та захисту берега, тому що в результат! сти-рання пляжеутворюючого матер1алу в перш! роки великий його об'см буде марно за-гублений.

Чисельш експерименти для умов Новоросшського геолог!чного району при tga 0 = = !/6+ 0,3, к = 0,1 р!к-1, а = 0,3, W(o)=l м2,Н= 14мтар!знихвидахфункцц/^KJ показали, що збшьшення нахилу берегового схилу приводить до збшьшення кшцевого (на момент зашнчення моделювання) об'ему матер!алу на пляж!, при цьому у зв'язку з р!зким зменшенням об'ему матер!алу в nepmi 80-100рок!в можна безболюно проводити вилучення матер!алу до р!вня W= 0,3-0,4 м2. Якщо нема необхадносп п!дтримувати об'ем матер!алу на пляж!, то заходи по регулярному штучному вилученню матер!алу до р!вня повно! його ввдсутност! на пляж! будуть також ефекгивним берегозахисним методом у зв'язку з мМмальними швидкостями абрази (при W = 0) в умовах м!цних порщ. Характерною властив!стю Bcix р!шень динам1Чно! системи у фазових зм!нних (Н, W) при р!зних функщях f(W) та q(W) с наявн!сть швидкоплинних та повшьноплинних процес!в динамжи берего-во! системи. Спадаюч! гшки фазових кривих до ix перетину з нульовою ¡зоюпною вщповщають швидкоплинному процесу, гшки пщнят! — повшьноплинному.

Одержано анаштичнер!шеннядинам!чно! системи у фазовш площиш (Н, W) пр \\f(W)~ ~а Wexp(-P W), <р (W) - kW, и = 0 у ЕгИ-функщях, яке дозволило одержати стшку р13номаттшсть (атрактор у вигляд) криволшшного трикутниха у площиш (Н, W)) для нульово!'стшкоТточки (W=0),aзначить, i можлив!сть прогнозування ситуацш, при яких

пляж з часом буде повшстю зникати. Вмйочи прогнозувати таю ситуацн, ми зможемо пе-решкодити 1х наступу за рахунок своечасно? тдсипхи матер1алу в берегову зону.

При моделюванш динамшних систем типу юпф-пляж в ряд1 випадмв викликае ¡нтерес роздшьне урахування процейв динамжи природного (И',) та штучного (1У2) (шдсипного) пляжеутворюючого матер1алу, коли Ух яюсний Оптолопчний) склад суттево вщр!зняеться.

Тут приходимо до динамично? системи третього порядку вщносно фазових змшних 1У2, Я. Проведено аналтачне та чисельне дослщження одержаноТ динам1чно1 системи при р'пних функцшх }(\У), фС№) та Н(8), яке дозволило одержати оптимальш режими гадсипки штучного матер1алу.

Подальший розвиток динам!чно1 системи йшов шляхом урахування додаткового негативного зворотного зв'язку, який говорить про те, що з розширенням пщводноТ мшини (шельфу) швидмсть вщступу кдпфа зменшуеться у зв'язку з втратою хвильовоУ енерги при проходженн1 хвиль по мшинъ Цей негативний зворотний зв'язок враховувався у функци для швидкосп вщступу кшфуБ) = /0СТУ)[(SJ -5], де5о,5 — початков!таграничт (при якш (Б = Б - Б^ швидюсть абразп кшфу зникае) розм!ри тдводно'1 мшини, яю вим1рюються у горизонтальному прокладанш. Проведено яюсний та чисельний анализ дванадцяти вар1ант1в тако'1 системи для двох вщрв функцш /0(ТУ) ! та трьох вид1в функцш Н(8). У випадку зростаючо'1 функци Н(5) одержано ефект осциляцй об'сму пляжеутворюючого матер!алу при наявност1 локального максимуму нульово! ¡зоклши 1¥(Б). ф!ЗИчно це можна пояснпти процесом компенсаци втрат (стирания) матер1алу за рахунок його прогресуючого надходження з кшфу при збшьшент висоти останнього, що обумов-люс перехщ початково1 стада зменшування пляжу у стадто його зростання.

У подальшому за рахунок послабления абразшного процесу, при формуванш достат-ньо обширно! мшини (при великих 5), об'ем пляжу починае знову зменшуватись, стабшзуючись на певному постшноиу ршт.

Показано, що найбшыи чуттсвим параметром модии е штенсившсть пщсипки (вилу-чення) материалу, що ще раз гадтверджуе дощльшсть його розгляду як ефективного керу-ючого фактору при виршенш завдань опттизаци берегових процеав та берегозахисту. В подальшому модель було ускладнено за рахунок введения функцп штенсивноеп виносу

матер1алу через абраз1йну гадводну мшину

де й0 — середня товщина рухливого («ефективного») шару, в якому вщбуваетъся рух та стирання наносш. Вдоичено незначний вплив змшних функцш Н(Б) \А(1¥,8) на шукану функцио пор!внянозвипадкомЯС5у = Я(,= соп51>Л('И/,5,)=0.

де А= ам^, к - глибина над бр1вкою (перегином) мшини та функци

Останню модель було розвинуто на виладок змшюваного кута нахилу юпфу (ср)шд Д1ями денудаци i абразп, що призвело до досить складно! динамично! системи третього порядку.

Показано, що в спрощенш динам1чнш систем! другого порядку у фазовш площин! {ф~, W) при Н = const, A (W.S) = О,

dW аН( BpV+e) II cW

dt 2 ^(до/ + ^ tsincp cosy) W + Tl+U df B{W + s) 1 2~ 1 ~ (2)

dt (w + r)2 H r&Y

де a, H, B, e, r, const > 0, и - const > 0 можуть виникати особлив! точки у вигляд!

с!дел, стшких ! нестшких вузл!в та фокуйв. Чисельш розрахунки у фазов!й площиш показали, що рух по фазовш траекторн до нульово! ¡зоклши ввдбуваеться дуже швидко, приблизно при постшному кут! ф. При досягненш ¡зокл!ни р!зко зм!нюеться напрям фазово! траекторн, i вона ¡де в околиц! uiei" ¡зокл!ни в стшку точку, в околиц! яко! спостермються затухаюч! осциляцп з дуже малою ампл!тудою. Даш розрахунки проводились при двох початкових умовах (ср „, IVJ = (45°, 7м2) i (ф^ IVJ = (80°, 4 м2). Межа р!зних часових масштаб1в (i — 10 ромв) вщповщае вищевказан1й ситуаци досягнення нульово! !зокл!ни; в подальшому прочее повшьно виходить на стацюнарний режим. Для умов першоТпочатково! точки час виходу на стацюнарний режим ({<р"2, W2) = (65,7°, 5 м2) — стшкий фокус; вщзначимо, що перша особлива точка (<pr W;) = (24,3°, 5 м2) була сщлом) склав близько 500 роив, для друго! — 1100 роюв. Було взято таю значения параметр!в модел1 (2): а = 0,02, Я = 25 м, В = 2 м3/м1с., б =1 м2, г = 1 м2, т = 200 Mic., с = 1,053 m2/Mic., и = 0,053 m2/Mic., г< =19 м2-

Повшьний режим досягнення стащонарного р1вня названо нами квазютацюнарним режимом розвитку абразшно-денудацшного берега.

Одержано критер!й переходу вщ абраз!йно-денудацшного до акумулятивного типу розвитку берега (коли у 0, W -> » в модел1 (2).

При математичному моделюванш штучних пляж!в в умовах укршлених берепв Швденного берегу Криму було попередньо одержано часов! апроксимац!йн! залежност! для коефщенту стирання пляжеутворюючого матер!алу на основ! натурних даних Крим-ського протизеувного управления та реально! хвильово! активности Чорного моря. В подальшому при моделюванш штучно! шдсипки матер!алу було одержано часи переводу початкових невеликих об'ем!в штучного пляжу у стани, необхщш для цшей рекреацп з подальшою невеликою компенсацшною пщеипкою при лшшному ! нелшшному законах стирання пляжеутворюючого матер!алу. Проведено чисельн! оцшки чаав повно! деградацй пляжу при штучному вилучанн! матер1алу або його природному yroHi, а також чисельн! експерименти з динам!ки штучного пляжу при осцилюючих часових коефщ^ент! стирання

та штенсивносп пщсипки матер!алу. В останньому випадку одержано уст-алеш коливальш режими змшювання об'ему пляжу.

Дещо вщокремленою плкою дано? концепци е моделювання процесу пляжеформування в умовах стирання, винесення та штучно'! пщсипки уламкового матер1алу по Маркову (роздш 2), а також засноване на системному та балансовому пщходах та доповнгоюче ран!ше розглянуте детермшоване моделювання цього процесу (роздш 1) детальним теоре-тичним вивченням динамки гранулометричного складу пляжу.

Марювсьм стохастичш модой дозволяють в полщисперснш систем! пляжу ощнювати переходи частинок з одше!' фракцн гранулометричного складу в шщу на основ! задания ¡мов]рностей стирання та винесення частинок. Дай з стирання та винесення материалу, хвильово!" активности та узагальненого гранулометричного складу галькового пляжу брались для умов Пшденного та ГОвденно-Схгдного узбережжя Криму.

Видшимо так! конкретш результата, одержан! в цьому напрямку.

1.1мов!рносп переходу частинок з одше!' фракцп в ¡ншу при Тх стиранш одержано як функцто перюдично!' хвильовоТ активност!.

2. Розрахунки змшення загального об'ему пляжу по марювськш мод&ш були близью до аналоп'чних розрахуню'в по детерм!нован!й модел! балансу пляжеутворюючого матер!алу,

3. В полщисперснш систем! галечного пляжу в процеа стирання та винесення матер1алу утворюеться тенденцш зникання др1'бних частинок га формування пляжу з характерним разм!ром частинок вщ 45 до 80 мм. В раз! д1"1 тшьки процесу стирання матер!алу утворюеться тенденщя зникання найб!льш активно"! частини спектру (частинки вщ 35 до 50 мм) з утворенням двох окремих спектров (б!модальн!сть, др!бний п!сок та велика галька).

4. При штучному тдживленш пляжу вщносно великими фракщями частинок (25-65 мм) в гранулометричному склад! пляжу пом!чаеться тенденц!я домшування великих частинок.

Р!вняння балансу пляжеутворюючого материалу (див. перше р!вняння в динам1'чнш систем! (1)) знаходилось також в основ! анал1зу ст!йкост! берегових систем типу юнф-пляж (роздал 3). Проведено анал!з спйкосп таких систем до детермшованих постшних та перюдичних збу-рень, а також до малих випадкоэих збурень. В першому випадку було (вперше в данш облает! досл!ждень) широко використано математичний апарат теор!!' катастроф. Доц!льн!сть та перспективтсть викорисгання методав теорн катастроф в обласп морфодинамжи берепв обу-мовлено двома причинами: 1) фЬична причина полягае в тому, що берегов! процеси за своею природою дуже динам^чш 1 шддаються вплиэу р1зних керуючих (в тому числ1 антропогенних) факторов, напргаслад, при зм!ш умов пляжеформування можуть спостер^гатися доенть швидга переходи пляжу з одного р!вноважного стану в ¡нший або повне його зникнення, що особливо Ч1Тко спостер!гаеться при вилученш матер1алу з берегово'1 зони; 2) мателютична причина полягае в тому, що для прогнозу таких катастроф1чних ситуацм зручно використовувати р!вняння балансу пляжеутворюючого матер!алу, яке е автономним ! припускае потенц!ал.

Основт особливост! виникаючих тут катастроф!чних ситуацш розглянуто на характерному приклад! при таких функщях та параметрах р!вняння балансу пляжеутворюючого матераалу (1):

V ( w ^

H(S)=H=corut; f(W) = ~m-W\2——— при 0< W < 2Wonm, f{W) = 0, при W>Wonm;

'опт \ ''опт'

V (W) — kW; u(t) —u = const, де V ,W ,fc = const >0.

7 > у > у ' ^ max' own'

Для зменшення кшькосп початкових параметров ршняння балансу пляжеутворюючого матер!алу приводиться до безрозм1рного вигляду за допомогою замш W = W/Wgm,t'=kt

— = -Ki{w)2 - (2Кj -])W'+K2, (3)

aHW u де Ki = —-mss~, К у = —--безрозм1рш параметри, 0 < W'< 2

• lj- Тл7 1 г Т.Т/

<№

Стацюнарш точки цього ршняння (при —— = 0) мають вигляд

1 ■](2К1-1)2+ 4КгК2 "Ь-1-*? 2К, • ' (4)

Показано, що при невиникае катастроф1чних ситуацШ,! ршення початкового ршняння балансу пляжеутворюючого материалу стшко прагне до свого р1вноважного стану IV При вилученш матер1алу (и<0, К2<0) в залежност! вщ умов перетину прямо! ¡V- Кг з параболою К,1У'(2 - можливо ¡снування двох, одше'!! жодноГ стацюнарно!' точки в позитивна! облает! IV>0. Показано, що точка IV! > стшкою, а Ц"2— нестшкою.

Виродження (зникнення) стшкоУ стацюнарно!' точки IV]- ^—^гт вщбуваеться при

2К}

К2 =--4КГ' (5)

тобто при дотику вищевказано! прямо!' до параболи. Ця катастрофична снтуащя буде вщповщати явищу зникнення пляжу. Стацюнарш точки р!вняння (3) вщповщають екстре-

( сну ¿и{пгУ\.

мумам потенцшноГ функцн |£/(И") I ^ , = - ^у, \ 1 виродження !'х (зближення та зб^г)

вщповщае вирожденню м!шмуму потенцшно! функцн, коли вш зближуеться ! зб!гаеться з и максимумом (останнш вщповщае нестшкш стацюнарнш точщ). При виродженш мпимума потенщйно! функцп остання зазнае перегину. Тут IV'1 = Ш'2 називаеться дв!Ч1 виродженою критичною точкою:

¿2и(\у) ~ 4Г¥')2 " '

Пошук умов, за яких виникають там дв1Ч1 (або бшьше) вироджет критичш точки, е основним предметом дослщжень теорп катастроф. Р1зномаштшспо катастрофи або по-верхнею.ршноваги в нашому випадку буде трьохм1рна поверхня у простор! зм!нних Кр Кг

аг

ТУ, що задаються р!внянням (3) при - 0. На н!й лежать вй стацюнарн! точки ршняння (3).

Ця р1зномаштн1Сть катастрофи за допомогою лшшного перетворення приводиться до каношчно! катастрофи складки i? + а =0, яка е першою i найпроспшою з семи елементарних катастроф, добре вивчених в щй Teopii. Вщображення особливих точок (крутизна ловерхш W (Kf К2) в цих точках дор1Внюе несмнченност!) ще! рвномаштносп на площин1 керуючих параметров (Кг К2) називаеться б1фуркац!йною множиною. Воно описуеться р!внянням (5) i на ньому вщбуваеться виродження стацюнарних точок (катастроф!чн! ситуацп). В нашому випадку при вилученш матер1алу (К2< 0) виникають стрибки з криво! складки

W = 1 (ос°ба множина, яка складаеться з особих точок поверхш piBHOBarn) на лист

(горизонтальну площину) W- 0 (зникнення пляжу) при перход1 через б1фуркацшну мно-жину (5). Зважаючи на обмеженння, накладега на W та f(W), поверхня р1вноваги складаеться додатково з листа W'=0 та W'= Кг

При шдсипщ матер!алу (К2>0) та переход! через множину К~2 вщбуваегься безперерв-ний (але не гладкий) перехщ единого р1вноважного стану з р!зномаштност! катастрофи на похилу площину W' ~К2, тобто на Л1НЙ W-2 поверхня р^вноваги терпить злом i переходить в похилу площину. Сама поверхня р!вноваги е двозначною, на верхньому !! лист! лежать стшга точки, на нижньому — несшш, у вщповщносп з виразом (4).

Анал13 показуе, що при заданш штенсивноеп вилучення матер!алу (А'2<0) ¡снуе область параметра К1 (0<ЛГ(<(Кг)т.п), в якш в!дсутн! стацюиарш точки i в шй не формуеться пляж.

Збшыыення К. вщ нуля до (Kj) =—, , =->0може бути пов'язане ¡з

2\jK22-2K2+K2-l)

збшьшенням висоти кл1фу або ¡3 зменшенням штенсивност! стирання матер1алу при a, Vmax, Wonm= const i, наприклад, при досягненш критично!висоти Н , вщповщно! (KJmiri, починае формуватися стабшьний пляж. Одержано формули для оцпши часу зникнення пляжу.

3 позищй Teopii катастроф i з натиском на анал!з потенцшних функцш дослщжено катастроф!чш ситуацп, що виникають в береговш систем! кл1ф-пляж в умовах найбшьш

. f(w\ Bi}V + s)

ушверсальноГтрьохпараметричногфункцп Jvy)- прил1шйномутанелш1Йному

законах стирання пляжеутворюючого матер!алу. Проведено чиселын експерименти для умов Новоросшського геолопчного району: а = 0,3; В = 0,04 м2/р1к; с = 0,0025 м2, г = 1 м, 50<#<100 м при нелшшному закош стирання матер1алу (с - 0,4 M2/piK, = 10 м2). Тут при збшьшенш 1Итенсивност1 вилучення матер1алу ч^ко спостертаеться процес зближення двох позитивних кореш'в куб['чного р1'вняння (стац!'онарне р1вняння балансу пляжеутворюючого матер1алу) або екстремум!в потенцшно! функцп. 1х виродження, вщповщне катастроф1чшй ситуацп, вщбуваетьсяв ¡нтервал1управлшня: -0,3<«<-0,1 M2/piK. Аналопчш результата було одержано при лшшному закош стирання (0,05<£<0,1 piK"1)-

Одержано критерп деградаци природних пляж^в абразшних 6eperiB при постшнш та змшнШ BUCOTi юпфу. Вони визначають критичну висоту кл1фу, яка роздшяе облает!

¡снування 1 вщсутносп стабшьних пляяав. Так, для умов Новоросшського геолопчного району ця висота дор!внювала: Н1р = 3,2 -4- 3,4 м.

Досл'щжено динаМ1чн"1 нестшкосп (ситуаци катастроф1чних зрив'т осциляцшних ршень 1¥(I) рЬняння балансу пляжеутворюючого материалу в негативну нефпичну область (\У(<0)) в береговш систем; кл1ф-пляж, ям вщповщають реальним ситуащям зникнен-ня пляжу. Початкова модель мала вигляд:

dW dt '

aHB^V + z) cW (W + rf W + H

■\l + A1s.m~^u0\[l+A2!.]m^t\ (6)

де о, Д В, с, е, yr г = const, и0 = const <0, О <А гАг < 1, W> О,

Одержано критер^альну трьохм1рну множину параметров А1 (амшитуда коливань хви-льово! активност1), А 2 (амгантуда коливань керуючого фактора — штенсивностт вилучен-ня матер1алу), и0 (середшй р1вень ¡нтенсивност1 вилучення матер!алу), для яко! спостершались усталеш коливальш режими в процеа чисельного моделювання.

В умовах малих випадкових збурень (вони вводились аддитивно в детермшованер1вняння балансу матер1алу типу (1)) оцшено середнш час переходу берегово: системи кшф-пляж з стшкого стану в стан з нульовим об'емом пляжеутворюючого матер1алу для умов крих-ких глинястих i мщннх фл1шових порщ.

Показано, що чим pi3Kiuie виражена зворотна залежшсть швидкосп вщступання юпфу вщ об'ему пляжеутворюючого матертлу, тим бшьш стшка берегова система юпф-пляж до збурень pi3Horo типу.

Пробудовано динам^чну систему третього порядку для берегово! системи: донна абраз!я — пляжеутворюючий матертл — 6ioMaca донного бюценозу:

— = aIIf(W) + ajlA- q>{W, В) + u(<) + 6B

f^K4W-K5A + K6B[l^

дeo;—частка пляжеутворюючого матер1алу в породах, яю складають шельф; I—гтротяжшсть шельфу; А — швидетсгь донно! абраза; В—об'ем бюмаси донного биоценозу; 6 — коефщ:ент б'югенного продущювання пляжеутворюючого материалу; А^, В^—максимально можлив! значения змшних A i В; К.=const>0, г =1*6; iHiiJi параметри таю, як i в динам1чн!Й систем! (1).

В данш модели не враховуеться процес розширення шельфу i передбачаеться паралель-не вщступання вертикального юпфу з постшною висотою.

Квадратичш лопстичш члени описують процеси саморегуляцй' (стабЫзацп) вщповщних змшних. Обгрунтовано два види функцп втрати пляжеутворюючого матер1алу з лшшним та нелшшним по В коефщ1ентом (¡з збшьшенням В збшьшуеться шорстюсть дна, а значить, зменшусться рухом^ть донних наноси та (х втрата):

ф {w,B) =

с'о\} —

v ' ty+yi) ' (>

де С0' BmaJCn,ijta' У,- C0nst>0.

Абстрагуючись в'щ змшноУ W, було детально розглянуто окремий BapiaHT динамшноУ системи (7), яку за допомогою замш А - у =А/Атах, В'= х =5/8^, t'= К{ та перенумераци коефщ1ента К було приведено до безрозм1рного вигляду

~[Р'=>(1-У)~а1х'~[[ = ~а2У+азх{1 - х), (9)

KjBmax КзАтх К4 к1Атах к1"птх л/

У загальному випадку ця система може мати чотири особлив! точки, одна з яких — нульова — с нестшким вузлом.

Показано, що при наявносп трьох позитивних особих точок мають мюце дв1 адлов! (нестшм) точки та стШкий вузол. Дана ситуащя шюструвалася розрахунковим фазовим портретом динамично? системи (9) при а=\/4, а2-\!А, а= J. Реальна екосистема при своему розвитку прагне до динам1чно\' р1Вноваги, яка визначаеться координатами стшкоУ точки, що вщповщае стабшзащ'У бюмаси i донноУ абрази на деяких стацюнарних ровнях.

При змш параметр1в початковоТ системи може вщбуватися виродження особо! стшкоУ точки, що призводить до раптовото стрибка 3i ст1йкоУ точки у несюнчешсть i в'щповщае вщомим в л1тератур! математичним катастрофам. Одеражно трьохпараметричну б1фуркацшну множину, на якш вщбуваеться виродження особо? стшкоУ точки. Анализ результате чисельних експеримента показав, що область, яка обмежена двома симетрич-ними сепаратрисами та сторонами одиничного квадрату, е атрактором стшкоУ особо! точки (3/4, 3/4). При зближевдп стшкоУ та нестйкоУ точок область тяжшня (атрактор) поступово зменшуеться i повшстю зникае при виродженш стШкоУ точки. В нестшюй облает! в околи-цях сщлових точок ввдзначаеться швидкий вихщфазових кривих на меж! одиничного квадрату. Вивчено динамжу процесу, що розглядаеться, при досягненш траекторию якоУ-не-будь сторони квадрату, коли подальший рух вщбуваеться по вщповщнш його сторон! в одну з точок квадрату. Показано, що попадания системи в точку (.4' 5')=(1,1) при жоднш ситуаци бути не може, що узгоджуеться з природними обставинами (неможлива ситуащя з максимальними значениями об'ему бюмаси та швидкост1 донноУ абразп).

В попереднш динам1чшй систем! одержано умови виникнення динам1чних нестшкостей на jiiniY сщло-вузл1в при деякш критичнШ амшнтуд1 збурень (раптове виникнення осциляцшних р1шень, що розходяться). Показано, що чим ближче початкову фазову точку розташовано до складноУ особоУ точки, тим менша критична амшитуда збурень, при якш вииикають так") динам1чш нестшкость Одержано залежшсть часу зриву траекторш збуреноУ системи вщ амплпуди збурень. Показано неможливкть виникнення б1фуркащУ Хопфа (б^фуркащя народження циклу) в такш динам^чшй систем!.

На основ! динам!чноУ системи (7) досллджено BapiaHT спрощеноУ динам1чноУ системи другого порядку для береговоУ системи: пляжеутворюючий матер1ал — донна абраз!я.

Показано можливють виникнення в такш систем! б!фуркацш Хопфа з нсстшким гранич-ним циклом. Одержано математичш умови виникнення таких б1фуркац1й та характеристики граничного циклу (автоколивального режиму). Показано ппотетичну можливють виникнення в такш систем! детермшованого хаосу (дивного атрактора) при малому збуренш бфуркацшного параметру.

Аналопчне анал!тичне доашждення проведено для динам!чноТ системи у фазовш площиш: об'ем пляжеутворюючого матер1алу — об'ем бюмаси донного бюценозу. Наведено оцшки для реальних значень параметров моде;п, включаючи перюд автоколивань. Модель модершзовано з урахуванням введения в не!' лшшного члену, який характеризуе бюгеннс продуцшвання пляжеутворюючого матереалу. Одержано критерй виникнення б1фуркацй Хопфа в цш модершзовашй динам1чнш систем! другого порядку.

Вказано на можлшнсть виникнення б!фуркацй сщлового типу та на неможлив!сть виникнення б1фуркацп Хопфа в динам1чнш систем^ яка описуе еволюфю абразп денудацшного берегового схилу в фазових змшних (<р, \У).

Розроблено теоретичну модель балансу наносш берегово'1 зони теригенно-бюгенного типу, яка звелась до динам1чно'1 системи четвертого порядку вщносно об'ем1в теригенно-го 1 бюгенного пляжеутворючих матер1ал1в, об'емев зважено\' речовини в береговой зот 1 бюмаси зообентосу (молюсмв-фщьтратор1в). Ця динам1чна система складаеться з двох ревнянь балансу для теригенного та биогенного пляжеутворюючого матер!алу, р1вняння динамши бюмаси зообентоса та ршняння балансу зважено'1 речовини. В основу третьего р!вняння системи покладено ефекти самообмеження росту бюмаси 1 зменшення бюмаси молюсюв в залежносп вщ росту об'ем1в теригенного 1 бюгенного матер1алу (рухомий улам-ковий матер1ал в береговш зон! сприяе пригнобленню зообентосу), а також нелнпйна залежшсть змши об'ему бюмаси зообентосу вщ об'сму зваженоТ речовини (невелика й кшьмстъ сприяе росту бюмаси, а досить велика (при достатньо великш каламутносл води) — пригнобленню зообентосу). Р'шняння балансу зваженоё речовини складасться з шести члешв, як1 описують процеси надходження та винесення зависей, бюфшьтрацн та седиментацн. Вщзначаеться, що дана динам1чна система може використовуватися в ¡м!тацшних експертних системах для цщей релонального еколопчного прогнозу та еколопчно! експертизи схемних! проектних ршень.

Математично дослщжено три найпроспип випадки вищсвказано'У динамично! системи при виродженш п в динам^чт системи другого порядку на предмет виникнення в них б1фуркацш Хопфа.

Перейдемо тепер до розгляду третього аспекту пропоновано'1 концепцп, що пов'язаний з постановкою та рщенням проблеми оптимального управлшня морськими береговими системами (роздш 4). В основ1 ршення щеУ проблеми лежить вищезазначена динам1чна система (1). Враховуючи те, що при зовшшньому вопив!, який вщбуваеться з поспйною ¡нтексквшстю, еволюцш бшьшост! екогеосистем йде у б!к досягнення ртноваги завдяки наявност! негативних зворотних зв'язмв, доцшьно ставити завдання оптимального управления: тут маеться на увазё переведения екогеосистеми з деякого початкового стану

в стан динамичней ртноваги за найкоротший час або з врахуванням мшмЬацй ¡нших фактор1в. В po6oTi виршено велике коло коло задач оптимально! швидкоди для берегово!

( dW\

системи юиф-пляж у фазових площинах \JV,V = (W,S), (W,Я) та ряд задач оптимального улравлшня з урахуванням одночасно! мшЫ1заш! часу та загального об'ему тдсипкового материалу. Для трьох вищевказаних тишв фазових областей побудовано характерш синтези оптимальних управлшь з використанням принципу максимуму Понтряпна для умов р1зних лпчэлопчних тишв берепв, ям характеризуються разними видами функцш щтенсивно! абразн та стирання пляжеутворюючого матер1алу. Розрахова-но оптимально часи переводу динам1чних систем в динам1чно р]вноважний стан та координата точок перемикання як для узагальнених синтез1в оптимальних управлшь, так i для конкретних, яю вщповщають конкретним природним умовам.

Наприклад, для динамично! системи (1) при H(S) = Я = const та обмеженнях: О<S<SP IV > О, Ы i р = const ставилася задача переводу цк! системи з початкового стану (W,S) =(W0,0) в стацюнарний (по вщношенню до об'ему пляжеутворюючого матер!алу) з заданою величиною вщетупання кл!фу (W, S) = (Wcm, SJ за мшмальний час (задача оптимально! швидкоди). Для р1зних видш функцп f(W), <$(W) на основ! принципу максимуму Понтряпна (за допомогою побудови гамильтомана системи) було показано наявюсть не бшьш одше! точки перемикання та кусочно-постшшсть управлшня: и = ± ¡3.

Отже, синтез оптимальних управлшь будуеться на основ! pimeHb динам1чно! системи (1) у фазовш площиш (IV, S) при u(t) = р та u(t) = -р. Щ рипенкя сутгево залежать вщ наявносп та розташування на oci W особих точок стацюнарного першого р!вняння динам'1чно1 системи (1). При piiuenni таких динам1чних задач в умовах фазових обмежень виникають цшав1 cHTyauilpyxy по прямолшшнш межк W= О, О S S < S (0 < S < St). Так, для

4, ¡Л

функцш f(W) =-j, ф(W) = kW керуюча Д1я, яка необхщна для тдтримки нульо-

(W + rf

аНВг

вого об'ему матер1алу, дор1внюе и---j • У випадку мщних фл1шових порщ

Новоросшського геолопчного району: а = 0,3, В - 0,026м2/рк, г = 0,5 м2, е = 102м2, Н= 10-И 00 м штенсившсть вилучення матер1алу буде невеликою I ii = 3 ■ 3 • lO'V/piK, що для кшометрового вщмзку берега складае вщ 3 до 30 м3/рж матер!алу, що вилучаеться.

Проведено пор^вняльний чисельний анал1з р1зних клаав керуючих д1й (ржиоприскорена та р1вноуповшьнена пщеипка (або вилучення) матер!алу, пщеипка (або вилучення) материалу з постшною штенсивш'стю, разова пщеипка (або вилучення) магер(алу) з точки зору i'x впливу на штенсившсть протжання абразшного процесу. Зокрема показано, що для берепв в райош мису Бурнас пщеипка 2 м3/м nicKy дозволяе зменшити величину вщетупання берега майже на 1 м, а для берепв гавгачно-схщного сектора Чорного моря найбиьш ефективним методом укртлення е не пщеипка уламкового матер1алу в берегову зону, а його вилучення звщти.

Поставлено задачу оптимального управлшня для динам1чно! системи (1) на основ! одночасно! мшш1заци часу переводу системи з точки (W9 0) в точку (Wm, S,) та загального

об'ему пщсипкового (вилучуваного) матерту: \{l+|и|)Л -» min. В лшШнш постанови така

задача виявилася дуже близькою до вщомо! бшьш просто!' задач! одночасно! економи часу та пального на попдау. Було виршено ряд спрощених нелшшних задач для першого р!вняння динам1чно!' системи (1) при H(S)-H=const, I < ß, WfOJ = W0, W(T) - Wm, яю розглядались в поспйному за штенсившстю клаа керуючих дш (w-параметр). Тут з вище-зазначеного р!вняння знаходився час T=F(u) переводу системи з стану W0 у стан Wcn i дал]

визначався м1тмум функцюналу Ф{и) = J(/+|ы|) dt=(l+|u|)f(u) з урахуванням обмеження

I «I < ß звичайними методами математичного анал1зу.

Вир1шенняпоставлено! задач!буловиконанодлядвохпарфункцШ: f(W)= у(W -W),q(W) = -kW\f(W)~ bAV,(p(JVJ= kW. Чисельш експерименти проводилися в широкому доапазот змшювання параметр1В, наближених до дШсних. При визначенш умов ¡снування та вироджен-ня локального м!шмуму функцп Ф(и) в першому випадку використовувались методи теорй" особливостей гладких функцш (теорй катастроф) — лемма Морса та приведения куб1чно! форми до каношчно! катастрофи складки.

Викладення сутност) останих двох положень, що захищаються, дамо в тезисному вигляд!.

2. Концепцмг системного дифузшного моделювашш aópaiiiiinix берсгових cxh.iíb та лини, яка побудована на ociiobí синтезу рашш розглянутих моделей дшодичних систем типу кл>ф-ил51ж з балансовими дифузшними геоморфолопчними моделями (роздал 5).

1) Побудовано системну дифузшну модель еволюцп абразшного берегового схилу, яка являе собою синтез дифузшно! модсл1 еволюцп профшо надводного берегового схилу з р1внянням балансу пляжеутворюючого материалу, яке лежить в основ! чотирьох попередн!х роздшв роботи. В перш!й Bepcií qieí модел! (ASDMO-1, Abrasion Slope diffusion model) одержано перехщш режими розвитку схилу (коли нарощення крутизни схилу змшюеться його випологуванням) i час ix наступання при p¡3Hnx параметрах моделей. Наведено постановку друго! Bepci'i Ц1Е1 модел! — ASDMO-2.

2) Показано, що синтез моделей дифуз^йного розвитку рельефу, абразшного пляжу та шельфоформування в умовах динамично! pisHoaara на пляж! та шельф! i автомодельних режим!в вщступання надводного i лщводного (материкового) схил'т дозволяевиршувати важлив! прикладн! задачь Так, одержане стввщношення швидкостей вщступання схил!в платформових областей cyiiií та висування материкових окра'ш атлантичного типу може бути використане (в робот! показано, яким чином) при палеогеоморфолопчиих реконструкцшх для цщей геологопошуково! прогнозно! оцшки родовищ корисних копа-лин (розситв), яю поховано на висувному материковому схшп.

3) Побудовано планову дифуз!йну модель еволюцЙ абраз!йно! берегово! л!нй для умов крихких глинястих (район мису Бурнас, Чорне море, Украша) та мщних фл1шових пор'щ (Новорос!йський геолопчний район, Pocíh). Одержано розрахунков! законом!рност! роз-членування nepeicHO прямолМйно! берегово! лшп. Показано на вщповщшсть результата моделювання класичним схемам розвитку абразшного берега. Так, в першому випадку

(крихке породи) швидкёсть вщступання берега зменшуеться ¡3 збшьшенням висоти юнфу 1 бшя ВИСОКИХ Д1'ЛЯН0К КЛ1фу формуються глибою миси, а проти долин — МШК1 бухточки. У другому випадку еволюц'ш береговоТ лшн моря залежить вщ деякоТ гранично! висоти клефу (Нщ = 8 м). Наприклад: при Ялш. < Н бшя високих дщянок юифу формуються берегов1 дуги, а проти долин — миси.

4) Попередню модель було розвинуто в бшьш складну дифузшну планову модель еволюци береговое лши моря за рахунок моделювання вздовжберегового потоку наносе'в, який залежить вщ кута пщходу хвиль до берега, а також врахування джерелё стоюв улам-кового материалу неабразёйного походження, вюпочаючи керуючё фактори (пёдсипка або вилучення матерёалу з береговое зони). Техногенне втручання враховувалось у виглядё постановки граничних умов: мол — непропуск наносив, хвилевёдбёйна стёна — незмшна бе-регова лёнёя на обмеженш дёлянцё. Приведено чисельнё експерименти з цёею моделлю з прогнозування розвитку берега, укрёпленого бунами (для умов берегёв пёвшчею-схёдного сектора Чорного моря). Ця модель також дозволила виявити закономёрностё розвитку в голоцен! первёсно розчленованого берега, складеного досить мёцними породами. Показано, що такий берег мае тенденцёю до вирёвнювання, причому сучасне розчленування берега тут успадковано вёд бшьш раннёх стадёй його розвитку.

3. Концепщя управлшня яшстю води в прнбережнёй зош морп в умовах штенсивиих ант-ропогсшшх навантажепь (роздш б).

1) Розроблено балансов! моделё ёз зосередженими параметрами, якё являють собою звичайнё диференцшнё рёвняння або Ух системи, що е зручними для вирёшення ¡нженерних завдань управлёння якёстю води прибережноУ зони моря в умовах ёнтенсивних антропогенней наванта-жень. Розглянуго три областё застосування таких моделей управления якёстю води: портових акваторёй; в районё глибоководних випускёв стёчних вод; в береговёй та рекреацёйних зонах.

У перпгому випадку визначаеться площа бёофёльтруючоУ штучноУ поверхнё, яка забезпе-чуе зниження стацёонарноё концеепрацё'е речовин в иортов1Й акваторёУ до рёвня фоновоУ концентрацёУ за ТУ межами, а також оптимальний об'ем дночерпальних робёт.

В другому випадку ставиться ё вирёшусться задача оптимального управлёння з переводу по-чатково'У концентрацёУ зважених забруднюючих речовин в околице випуску стёчних вод в задане фонове значения при максимёзацГУ об'сму скидуванних стёчних вод за певний час та обмеженш на скидувану вепрату стёчних вод. Проведено розрахунки з оптимальних площ ё об'емёв штуч-них бёофёльтрёв для умов гёпотичноё нашвроздшьноУ системи каналёзацёе Пёвденного берегу Кри-му. Моделюсться якёсть води в околицях випуску спчних вод в умовах осциляцёй витрати стёчних вод та бёофёдьтрацёешоё здёбностё (наприклад, для двосгулкових молюскёв мае мёсце добовий перёод коливань з максимумом бёофёльтрацё'У, який приходиться на нёчний час).

Показано, що при добовому регулюванне скиду спчних вод доцёльно максимум Ух вит-рати спёвведегосити з максимумом беофёльтрацшкоУ здёбностё. При суперпозицёё цих вхёдних коливань, трансформованих рёвнянням балансу, вёдбуваеться Ух взаемне подавления з вста-новленням стацёонарного режиму. Наведено умовн повного подавления вхедних коливань з встановленням постёйноё концентрацц.

У третьему випадку одержано р1вняння балансу зважених речовин у мгжбуиному в'щаку, яке розглядаеться разом з р!внянням балансу пляжеутворюючого матер1алу. Bei члени одержано'! динам1чно'/ системи другого порядку мали осцилюючий за часом характер (сти-рання пляжеутворюючого материалу, штучна шдсипка материалу, бюфшьтращйна зд^бшеть пдробюшженерно!конструкцп,рекреацшне навантаження). Проведено численш чисельш експерименти по цШ модел1 для умов Птденного берегу Криму. Показано, що для дотри-мання концентрацп зваг на середньор!чному piBHi 1-1,5 мг/л та об'ему материалу штучних шишв на piBHi 100 м'/м noipiÖHi дуже велию raioiyi фшьтруючо! поверхнк F = 2000-3000 м2 на один м1жбунний вщеш, що може бути досягнуто тшьки вщновленням природних дон-них б1оценоз1в.

2) Розроблено ¡нтегральний шдекс антропогенного навантаження на кожний погонний кшометр берегово! лшй моря, який являе собою суму безрозм1рних нормованих показниюв кожного типу навантаження (окремих шдекеш). В загальному випадку розглянуто nici.M титв навантажень, а при конкретних розрахунках для умов П1вденного берегу Криму враховувалось п'ять тишв навантажень (виробтга та коефекальш скиди епчних вод, по-верхневий епк з забудованих територш, поверхневий ctik з сшьськогосподарських упдь, р1чковий меженний ctik, забруднений завдяки антропогенш д1яльносп на водозбор!, рекреацШне навантаження тд час купального сезону).

Знания величин цього ¡нтегрального ¡ндексу дозволяе районувати прибережну зону моря за ступеней навантаження на не! i тим самим планувати черговють охоплення природо-охоронними заходами тих чи ¡нших дшянок берега. Знания структури дього ¡ндексу (вне-ску в нього резнях тишв навантажень) дозволяе оцшювати черговють (прюритетшеть) проведения вщповщних заходов на pi3HHX дшянках берега. Вводиться матриця окремих ¡ндекав навантажень М = (IuJ,aem — тип навантаження, i — номер дшянки берегово! лшй". Пкля ранжування ¡нтегрального ¡ндексу навантаженя та вибору його оптимального р1вня постае задача оптим!зацГ! розрахунку альтернативних BapiaHTiB зменшення окремих шдекав навантажень з метою досягнення оптимального piBHa ¡нтегрального ¡ндексу навантаження.

3) Проведено районування берегово! лшп Ивденного берегу Криму за ¡нтегральним ¡ндексом навантаження на основ! шестибально! шкали, одержано розподьтешш довжин вщр1зюв берегово! лшй' за бшышетю показншав ¡нтегрального ¡ндексу навантаження та асимшюючо! зд^бноетч рекреацшно! зони ГОвденного берегу Криму.

4) Розглянуто методолопчш i технолопчш аспекти зняття навантажень з прибережно! зони моря. Проведено розрахунки пдробюшженерних систем для умов ГОвденного берегу Криму та дано рекомендаци з !х просторового розмодення.

5) Пропонуеться принцип послщовного (поетапного) зняття навантажень з пдролопчних систем ГПвденного берегу Криму, починаючи з верхшх частин водозбор1в, причому чим нижче висотний р1вень, тим бь'шщ необхщне тонке очищения вед зважених речовин i тяг-нених Hanociß. Це дозволяе виключити небажат навантаження Hapi3Hi ланки природно-техногенних систем, включаючи споруди по перехвату наноав. Для ГОвденного берегу

Криму видшено чотири висотш зони, як; характеризуются своТми основними наборами водоохоронних та грунтозахисних технологий.

6) Принципи послщовного зняття навантажень, починаючи з висотних зон ландшафта, просторового ранжування щтенсивностей навантажень на берегову зону моря та ландшафт за ступеней IX забруднення, джерел забруднення за ступеней Тх штенсивносп об'еднано в один диферецшований гадащ до зниження антропогенних навантажень на навколишне середовище, в тому чиын морське, яке суттево в1др1зняеться вщ традицшного ¡нтегрального гадходу, що передбачае знешкодження забруднень на кшцевш стадГнх фор-мування без врахування вщмшностей навантажень та джерел забруднення. Зроблено вис-новок, що контроль, локал1зац!я 1 нейтрал1защя джерел забруднення повинш стати основною стрателсю природоохорони, тому що вони дозволяють вщвертати навантаження на вс! елементи природного середовнща одночасно.

ОСНОВЫ висновки

1. Розроблено теоретичну концепцию динамки, стшкосп та управлшня морськими бе-реговими системами (типу кл!ф-пляж, юнф-пляж-шельф, юпф-пляж-шельф-бентос та щ.), яка являе собою систему погляд1в та понять на процес функцюнування цих систем, в основ1 яких лежить балансовий пщхщ та системний розгляд сутносм проткання берегових процеав, включаючи облк бютичних факторгв та взаемоди з процесами, яш вщбуваються на надводному береговому схил1 та шельф!. Такий системно-балансовий розгляд процеав функцюнування морських берегових систем дозволив запропонувати для ¡х ояису найбшыи адекватний математичний апарат, який зводиться до побудови та анализу динам1чних систем П-1У порядюв, базовим р1внянням яких було ртняння балансу уламкового матер1алу в берегов1Й зон), яке являе собою звичайне диференцшне р^вняння I порядку. Розгляд таких динам1чних систем, в яких враховуються рЬн1 особливост! та закоиом1рност1 функцюнування реальних берегових систем, а також флуктуацн та зовшшш керуюч1 ди, дозволило ефективно вирщувати нетшьки задач! прогнозування розвитку таких систем, а й бшьш складш задач! ¡з анал1зу Гх стшкосп ! оптимального управлшня. В рамках щеТ концепцп виршено так! основш проблеми.

1.1. Строгий анал1з спйкосп берегових систем дозволив визначити ва р1вноважш \'х стани, кшьюсть яких для всього спектра задач, що розглядаються, не перевищувала чоти-рьох, а також характер IX стшкосп. Для берегових систем типу юнф-пляж вказано на можливють ¡снування не бшьш як двох стшких р1вноважних сташв та одного нестшкого. Вивчення особливостей виродження перших двох сташв дозволило показати можливють виникнення в таких берегових системах перших двох елементарних катастроф, як1 вивча-ються в теорп катастроф — катастроф «складки» та «зборки». Вмшня прогнозувати таю модельн! катастроф;чш ситуацн дозволяе уникати реальних катастроф1чних ситуацш, ям призводять до досить швидкого зникнення пляж1в на абразшних морьских берегах.

1.2. Дослщжено стШюсть берегових систем типу киф-пляж до малих випадкових та великих детермшованих перюдичних збурень. В першому випадку одержано характерний

час деградацёё пляжу, у другому—умови вингоснення динамёчних нестёйкостей. Для бёльш складних бёотизованих берегових систем одержано умови виникнення в них граничних циклёв (автоколивань).

1.3. Знания стёйких динамёчно рёвноважних станёв береговоё системи дозволяе вирёшувати задачё м'якого и пристосування до цих станёв. Це вдаеться зробити за допомогою керую-чих дш, як! являють собою певнё комбёнацёё штучних пёдсипок та вилучення уламкового матерёалу з береговоё зони. Тут вперше використано математичний апарат теорёё оптимального управлёння системами та вирёшено велике коло задач з переводу береговоё системи типу клёф-пляж з деякого початкового стану в динамёчно рёвноважний за мёнёмальний час (задачё оптимально!' швидкодёё), а також з урахуванням одночасноё мёнёмёзацёё загаль-ного об'ему пёдсипуваного матерёалу.

1.4. В рамках запропонованоё концепцёё вперше дослёджено динамёку гранулометрич-ного складу пляжу, як полёдисперсноё системи, за допомогою теорп маркёвських процесёв.

2. Розроблено концепцёю системного дифузшного моделювання берегових схилёв та лёнёй, яку побудовано на основ! синтезу ранёш розглянутих моделей динамёчних систем типу клёф-пляж з балансовими дифузёйними геоморфологёчними моделями ё яка дозволила вирёшувати актуальнё завдання рацёонального природокористування в прибережнёй зонё моря та на шельфё.

2.1. Побудовано системну дифузёйну модель еволюцёё абразёйного берегового схилу на основё синтезу дифузёйноё моделё розвитку профёлю надводного схилу з рёвнянням балансу пляжеутворюючого материалу.

2.2. Вищевказана модель в умовах динамёчноёрёвноваги (на пляжё та шельфё) та автомо-дельних режимёв паралельного вёдступання надводного та пёдводного схилёв дозволило вирёшити задачу палеогеоморфологёчних реконструкцёй для цёлей геологопошуковоё оцёнки родовищ (розсипёв), похованих на висувному океанёчному материковому схилё.

2.3. Побудовано плановё дифузёйнё моделё еволюцёё абразёйноё лши моря з урахуванням керуюючоё дёё в умовах наявностё або вёдсутностё вздовжберегового потоку наносёв, а також крихких та мёцних порёд. Модель дозволила виявити закономёрностё розвитку в голоцёнё первёсно розчленованого берега, складеного досить мёцними породами.

3. Розроблено концепцёю управления якёстю води в пркбережнёй зонё моря в умовах ёнтенсивних антропогенних навантажень, яку побудовано на основё простих балансових моделей. Ця концепцёя вирёшуе проблему нейтралёзацёё негативних впливёв абразёйних та лётодинамёчних процесёв, а також управлёння (пёдсипка або вилучення материалу) на якёсть води прибережноё зони моря.

3.1. Розроблено балансовё моделё з зосередженими параметрами, зручнё для вирёшення ёнженерних задач управлёння якёстю води прибережноё зони моря в умовах портових акваторёй, глибоководним випуском стёчних вод та рекреацёйних зон пляжёв.

3.2. Розроблено ёнтегральний ёндекс антропогенного навантаження на кожний погон-ний кёлометр береговоё лёнёё, який являе собою суму безрозмёрних нормованих показникёв восьми типёв навантаження. За даним ёндексом проведено районування береговоё лёнёё

Швденного берегу Криму. Показано на можлившть використання цього ¡ндексу в плануванш природоохоронних заход1В 1 оптим1зацп антропогенних навантажень на при-бережну зону моря.

3.3. Розроблено методолопчш та технолопчш тдходи до знятгя навантажень з прибе-режно! зони моря на основ1 проведения природоохоронних заходт на водозбор1 та в самш прибережнш зош. Проведено розрахунки пдробюшженерних систем для умов ГОвденного берегу Криму та дано рекомендацн з г'х просторового розмщення.

3.4. Пропонусться принцип послщовного (поетапного) зняття навантажень з пдро-лопчних систем Поеденного берегу Криму, починаючи з верхшх частин водозбору, а також диференцшований гадеад до зниження антропогенних навантажень на навколшне середовище. Показано, що контроль, локал1'зац1'я та нейтрал1зац1я джерел забруднення повишн стати основною стратепею природоохорони.

OCHOBHIПУБЛШАЦЙ 3 ТЕМИ ДИСЕРТАДЙ Монограф»

1. Математическое моделирование в геоморфологии склонов / Соавт. А. М. Трофимов.— Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1983.— С. 218.

Статп в наукових журналах та зб^рниках

2. Математическая модель развития подрезаемого склона и ее приложение к вопросу его устойчивости / Соавт. А. М. Трофимов II Геоморфология.— 1980.— № 2.— С. 57-65.

3. Математическая модель эволюции береговой линии абразионного берега / Соавт. Н.В. Есин, В. А. Дмитриев // ДАН СССР,— 1983.— Т. 270,— № 1.— С. 223-226.

4. Математическая модель абразионного процесса для условий прямолинейного берегового склона / Соавт. Н. В. Есин, А. В. Окунь // Водные ресурсы.— 1983.— № 5.— С. 92-97.

5. К теории эволюции абразионного берега / Соавт. Н. В. Есин, В. А. Дмитриев // Водные ресурсы,— 1984.—№ 1,— С. 172-176.

6. Оптимальное управление абразионным процессом / Соавт. Н. В. Есин II ДАН СССР, 1985.— Т. 284,— № 3,— С. 731 -734.

7. Оптимальное управление природными системами // Моделирование окружающей среды,— Л.: Изд-во ВГО СССР, 1986,— С. 66-72.

8. К теории оптимального управления береговыми процессами / Соавт. Н. В. Есин // Водные ресурсы,— 1986.—№4,—С. 172-175.

9. К теории управления абразионным процессом I Соавт. Н. В, Есин, В. А. Дмитриев II Природные основы берегозащиты.— М.: Наука, 1987.— С. 5-17.

10. Модель динамической системы клиф-пляж и ее приложение для целей прогнозирования развития берегов / Соавт. А. М. Трофимов // Количественный анализ экзогенного рельефообразования.— Казань: Изд-во КГУ, 1987.— С. 124-133.

11. Численное моделирование процессов пляжеформирования и абразии берегов в условиях управления I Соавт. В. М. Широков // Вестн. Белорус, ун-та, сер. 2: Хим. Биол. Геогр.— 1987,—№ 3.—С. 51-55.

12. Анализ устойчивости береговых систем методами теории катастроф I Соавт. Е. А. Ковтун // Геологический журнал.— 1988.— № 5.— С. 65-72.

13.0 дисперсном составе атмосферных аэрозолей и расчете их осаждения / Соавт. К. Я. Кондратьев, В. М. Хват, М. Б. Мануйлов //ДАН СССР, 1988,—Т. 303,—ЛэЗ,—С. 591-593.

14. Исследования устойчивости морских берегов методами теории катастроф / Соавт. Н. В. Есин, Е. А. Ковтун // Океанология,— 1989,—Т. 29,— № 1,— С. 108-111.

15. Устойчивость берегов в условиях управления пляжеобразующим материалом / Соавт. В. В. Назаренко // Геологический журнал.— 1989.— № 6.— С. 97-102.

16. Имитационная стохастическая модель функционирования искусственного пляжа как полидисперсной системы / Соавт. В. М. Широков, М. Б. Мануйлов, О. П. Роненко // Вестн. Белорус, ун-та, сер. 2: Хим. Биол. Геогр.— 1989.— № 1.— С. 53-57.

17. Задачи управления береговыми системами // Моделирование процессов экологического развития — М.: ВНИИ СИ, 1989.— Вып. 7.— С. 68-72.

18. Управление качеством воды прибрежной зоны моря при интенсивной антропогенной нагрузке // Водные ресурсы.— 1989.— № 4.— С. 95-103.

19. Моделирование динамики взвешенных веществ в искусственных экогеосистемах береговой зоны моря // Гидромеханика.— Киев, 1990.— Вып. 62.— С. 9-14.

20. Динамика и устойчивость береговых экогеосистем // Моделирование процессов экологического развития.— М.: ВНИИСИ, 1990.— Вып. 2,— С. 62-67.

21. Анализ устойчивости равновесных состояний пляжа при нелинейном законе истирания пляжеобразующего материала / Соавт. В. М. Широков, А. М. Трофимов II Вестн. Белорус, ун-та, сер. 2: Хим. Биол. Геогр.— 1990.— № 3.—С. 36-51.

22. Анализ модели динамики берегового склона / Соавт. В. М. Широков, А. М. Трофимов // Вестн. Белорус, ун-та, сер. 2: Хим. Биол. Геогр.— 1990.— № 1.— С. 44-49.

23. Очередность природоохранных и технологических мер по снятию загрязняющих нагрузок на городские ландшафты / Соавт. В. М. Хват // Известия АН СССР, сер. Геогр.— 1991.—№5,— С. 74-79.

24. Об аэрозольном загрязнении поверхностного стока на урбанизированных территориях / Соавт. В. М. Хват, О. П. Роненко, М. Б. Мануйлов // Метеорология и гидрология.— 1991,— №2,— С. 114-115.

25. Анализ динамической системы экологии береговой зоны / Соавт. И. Т. Сеяезов // Асимптотические решения нелинейных уравнений с малым параметром.— Киев: Ин-т математики АНУ, 1991.—С. 104-108.

26. Динамические неустойчивости в береговых системах // Геологический журнал.— 1991.— № ).— С. 32-35.

27. К методологии оценки антропогенных нагрузок на прибрежную зону моря и выбора мер по их снижению (на примере Ялтинского рекреационного подрайона) II Водные ресурсы,—1991,—№ 6,—С. 154-161.

28. Бифуркации рождения цикла в береговой системе: обломочный материал — биомасса донного биоценоза // Докл. АН Украины. Математика. Естествознание. Технические науки.—1991,—№ 10,—С. 59-62.

29. К вопросу построения стохастической теории процесса пляжеформирования / Соавт. Ю. Д. Мендыгулов // Океанология — 1993.— Т. 33 — № 3 — С. 441-444.

30. Анализ стохастической модели пляжеформирования / Соавт. Ю. Д. Мендыгулов // Гидромеханика.— Киев, 1993.— Вып. 66.— С. 10-19.

31. Динамика береговой экогеосистемы: обломочный материал — биомасса донного биоценоза//Водныересурсы.— 1994,—Т. 21.—№ 1,—С. 115-118.

32. К теоретической оценке соотношения скоростей отступания склонов платформенных областей суши и выдвижения материковых окраин Атлантического типа // Доповщ Нацюнальшм Академи наук УкраТни.— 1995.— № 9.— С. 81 -83.

33. Моделирование процессов в прибрежных морских экотонах // Водные ресурсы.— 1998,—№2,—С. 56-62.

34. An abrasion (undercut) slope diffusion model (ASDMO-I) I Соавт. А. П. Трофимов // Z. Geomorphol., 1984.—Vol. 28,— № 1,—P. 71-76.

35. The dynamic models of geomorphological systems (the qualitative theory dynamic systems' application) / Соавт. A. M. Трофимов IIZ. Geomorphol., 1984,— Vol. 28.— № 1.— P. 77-94.

36. Diffusion models of slope development /Соавт. A. M. Трофимов //Earth Surface Processes and Landforms, 1984,— Vol. 9 — № 5 — P. 435-453.

37. Optimal control over geomorphological systems / Соавт. A. M. Трофимов // Z. Geomorphol., 1985.— Vol. 29,— № 3.— P. 257-263.

38. Optimal control over shore system: cliff-beach in conditions of loose-rocks / Соавт. M. Б. Мануйлов, В. В. Назаренко // Publ. Univ. of Miskolc, Series A. Mining, 1995.— Vol. 50.— № 2.— P. 133-141.

39. Some problems of optimal fast-actioning over shore system: cliff-beach / Соавт. M. Б. Мануйлов, В. В. Назаренко II Publ. Univ. of Miskolc, Series A. Mining, 1995.— Vol. 50.— № 2.— P. 143-151.

MaTepia.in i тези доповщей, aid носить прюритетный характер

40. Теоретические основы развития и оптимального управления склоновых систем И Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов юга Украины: Тез. докл. и сообщ. республ. конф.— Симферополь, 1977.— С. 113.

41. Анализ равновесных состояний береговых систем методами теории катастроф // Круговорот вещества и энергии в водоемах. Метеорология и климат, геолитодинамика, осадкообразование: Матер, докл. к VI Всесоюз. лимнологическому совещ.— Иркутск: Лим-нологич. ин-т, 1985.— Вып. 5.— С. 58-59.

42. Оптимальное управление береговыми системами // Круговорот вещества и энергии в водоемах. Математическое моделирование и автоматизация лимнологических исследований. Матер, докл. к VI Всесоюз. лимнологическому совещ.— Иркутск: Лимнологич. ин-т, 1985,— Вып. 8,— С. 39-40.

43. Theoretical Preconditions of Control over Exogenic Processes / Соавт. A. M. Трофимов II 24th Intern. Geogr. Congress. Main Session. Abstract.— Tokyo, 1980.— Vol. 1.— P. 30-31.

АН0ТАЦ1Я

МОСКОВКШ В. М. ДИНЛМ1КА, СПЙЮСТЪ ТА УПРАВЛ1ННЯ МОРСЪКИМИ БЕРЕГОВИМИ ЕКОГЕОСИСТЕМАМИ.— РУКОПИС

Дисертащя на здобуття наукового ступеня доктора географ1чних наук за спещальшстю 11.00.11 — конструктивна географ1Я i рацюнальне використання природних pecypciB.— Харювський державний ушверситет, м. Харюв, 1998.

Розроблено теоретичш основи динамжи, стшкосп та управления морськими берегови-ми системами з единих позицш системного (аспект взаемодп) та балансового (ф1зичного) пщходав, ям в свою чергу стали основою для виршення завдань рационального природо-користування в береговш зош MopiB за допомогою керуючих вшпдав на процеси, як\ вщбуваються в нш, з метою íx пристосування до динам1Чно р^вноважних природних стан1в.

KrtwHoei слова: динамка берепв, абраз1я, морсью 6eperoB¡ системи, антропогенш наван-таження, пдробюшженерш конструкци, динам1чш системи, оптимальне управлшня, стшмсть, б]фуркацй", катастрофи.

АННОТАЦИЯ

МОСКОВКИН В. М. ДИНАМИКА, УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ МОРСКИМИ БЕРЕГОВЫМИ ЭКОГЕОСИСТЕМАМИ.— РУКОПИСЬ

Диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук по специальности 11.00.11 — конструктивная география и рациональное использование природных ресурсов.— Харьковский государственный университет, Харьков, 1998.

Разработаны теоретические основы динамики, устойчивости и управления морскими береговыми системами с единых позиций системного (аспект взаимодействия) и балансового (физического) подходов, которые в свою очередь стали основой для решения задач рационального природопользования в береговой зоне морей с помощью управляющих воздействий на процессы, происходящие в ней, с целью их подстраивания к динамически равновесным природным состояниям.

Ключевые слова: динамика берегов, абразия, морские береговые системы, антропогенные нагрузки, гидробиоинженерные конструкции, динамические системы, оптимальное управление, устойчивость, бифуркации, катастрофы.

ANNOTATION

MOSKOVKIN V.M. DYNAMICS, STABILITY AND CONTROL OVER MARINE SHORE ECOGEOSYSTEMS.— MANUSCRIPT

Thesis for a doctor's of geographical sciences degree in speciality 11.00.11 — constructive geography and rational natural resources usage.— Kharkov State University, Kharkov, 1998/

Theoretical fundamentals of dynamics, stability and management of marine shore systems from the point of view of unified systematic (interactional aspect) and balance (physical)

approaches have been developed. In their turn these fundamentals have become the basis for solving the problems of rational nature usage in marine shore zone with the help of controlling influence on the processes occurring in it with the aim of adjusting them to dynamically equilibrium nature states.

Key words: shore dynamics, abrasion, marine shore systems, antropogenic loads, hydrobioengineering construction, dynamical systems, optimal control, stability, bifurcations, catastrophes.

Подписано в печать 11.03.98 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Бумага офсет № 1. Объем 2,0 печ. л. Тираж 100экз. Зак.№ .

Отпечатано в АО «Бизнес Информ» 310002 Харьков, ул. Маршала Бажанова, 28, к. 319.

Информация о работе

Московкин, Владимир Михайлович
доктора географических наук
Харьков, 1998
ВАК 11.00.11

Автореферат

Похожие работы