Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности природных процессов в зонах субмаринной разгрузки подземных вод

ВАК РФ 04.00.10, Геология океанов и морей

Автореферат диссертации по теме "Особенности природных процессов в зонах субмаринной разгрузки подземных вод"

. АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНС1ШУТ^ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЖУК

Йз правах рукописи . УДК 55х.35.351:55б.332.72

Ш)ВСШ ПряЯ Георгиевич

ОСОБЕШХТИ ПНШЗДШХ ПК>1РХ0В В 2ШАТ СЩ£АН!НШЙ РДЗГШШ ШДЗКЗЗД: ЮД

й«!Циаяьноггь 04.00.10 « Ге'йзагхя огегксз и

äbtopssepät jjîcœftaipî на сшкжанке учшш сшей!

доктора

Яве» 1993

Работа гыполненл в Украинском государственном институте минеральных ресурсов Госхомгеологии Украины и АН Украины.

Официальные оппонента:, академик АН Украины, доктор геолого-

микераяогических наук, профессор 3„В.Соботович (Институт геохимии, минералогии и рудообраэования АН Украй г.Киеа).

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.Х.Геаоркьян (Институт геологических наук АН Украины, Г.Киев)

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.Н.Саломатин (Крымский инст природоохранного и курортного строител г.Симферополь)

Ведущая организация - Одесский университет

Задата совтоится *22сеНТЯ5)зЯ 1995г. в часов

ш заседаний епециалязированного совета Д 0I.09.0H при Инстит; геологические наук АН Украины по адресу: 252054, г.Киев- 54, ул.Чкалова 55(Ц.

Сдиссертациейможно ознакомиться в библиотеке Института геологических наук АН Украины.

Автореферат разослан п£0п С/6ГуСТО 1993 г.

Ученый-секретарь специализированного совета ■ кандидат геол.-мин

И.М.Байсарович

В процессе развития наук о Земле в области изучения акваторий океанов и морей традиционно сложялслртд направлений: океанология, геология океанов и морей, морская гидрогеология и др. Каждое из этих направлений приобрело - черте самостоятельной дисциплины со специфическими подходами« методологий^ пряекаии накопления и обработки информации;'Подо15яое обособление л .конечном счете привело к тому, что начали вггаимгать хятределгшаге тхуд-ности в репении "стыковых" задач о азавмодвйстзяа^ отдельных составляйся! награницаг океан - атмосфера, «иеян—.лктогфера. Очевидными недостатками традшргонныг-подтодпз яджгавтся: .утрата целостных представлений и. искусственная -постановка .жцггр^джсцип-линаркшс задач, не учитыяапотг следствия постоянного взаимодействия гидросферы и литосферы. Настоящая работа посвящкй тгдуче-ние природшх процессов в области взаикорейггзм яодзсис^-я морских вод и многообраз;по следствий.этого взвинодеЗствая, В ней рассматриваются также современные-касштаЕй антропогенного воздействия на природные объекта областях ^йэдргюгой .разг^те-ки подземных вод.

Объектом изучения Ййляется прибрежная -зова, выдеетехаязгак наиболее динамичная область морскня :акяатЬрай ~жирхжегзгшхж ним частей суди, где особенно ярко прояалиля'цяпроцесса язаиио-действия оболочек Земли: атмосферы, тт^роцфард-1г .татос'|)еры. Подземная часть гидросферы в этях пр^щессах дастаточяо дояго оставалась изученной менее всего. Накопление фактического материала за последние десятилетия побудило спешгаапгстсшнгеояо гпв я гидрогеологов по-новому оценить сауу пряблецу лг роль подземной гидросферы в формировании современного «блика морских побережий.

Исследования автора связаны, главным образом, с изучением

субмаринной разгрузки подземных вод и природными процессами в области разгрузки. Предметная область включает а себя:изучение механизма взаимодействия подземных « морских вод а пространст-венна-временном аспекте,, тепломассообмен разгружашихся и вмещающих. вод,, гидрохимическую обстановку в очагах разгрузки, геологические к биологические следствия процессов разгрузки. Основной научный материал- был получен за 20-легнхй период работы на побережьях Аэовското, Шонскаго а Охотского морей, с широкий использованием ■подводных наблюдений. 'Обобщение материалов проведенных исследований позволило сформулировать основные защищаемые положения.. Они сводятся к следующему:

Т. Е области взаимодействия подземных и морских вод (вне системы »ода-.- порода) - тепломассообмен определяется процессами турбулентной диффузжг.. Физико-химические и структурно-динамические вараыетры аномалий* обусловленных субиаринной разгрузкой, позволяют рассчитать расход подземных вод по принципу диагностической, звдшш..

2. ~ Оппжад-ьным вариантам прямой количественной оценки величины активной еубмаринной разгрузки подземных вод (важнейшей. составляющей водного баланса приморских территорий) являются специальна разработанные и научно-обосноладаше методы подводных иссл^довамй-»';.

3».. Разгрузка подземных вод на морских побережьях оказывает прямое воздействие иаинтенсивность и направленность экзогенных геологических процессов (оползневых подвижек, абразии берегов, литoдинavolч«cкиxпpoчecccл,¡кnpcтooбpaзoвaния).

4^Газетчгохюгач8скаа аномалии, вызванные миграцией флюидов глубшногопроисхождения, являстся критерием.выделения теятони-

чесгпх парупенкй берэгогой я прибрежной. son, даапировых структур,

1

особенностей проявления грязевого вулканизма.

5. Субмаринная разгрузка подземных вод оказывает влияние (негативное, позитивное, граничног) на существование морской бкоты (бентосные организмы), на ее видовой состав, и-в условиях сыноса токсических веществ форыирует очаги загряэкешя я морской поде к данных осадках.

Актуальность диссертационной работа обусловлена возраста»-гзпсг теилппи освсегагя морских-и' сттезкигтегах пЬ5<зр^зп:К, разви-тиги хозяйственной инфраструктура з пг-яргдгдзх, -ксобходямосткв ус~га негативного глкянал евтрспогейннх нагрузок ;ia впдгегй об'ьея-тн и гсолопгчссгув среду. Л1роблкэ' осзсеяэдт лрибрегной вояз з разной ь?ере касаются псех.гоеудпрстз, ггаказг -захода а. асрэ, а той твнме Украины. Результата д^ссерггзгт-^'йггг при—

кгнякы в таких. областях, -как-

сооружении, берегщчтраштелыага работа, ~~т?ом-

тельство в зяспяуатацкя приморских -зкгттетятаягес (АЭС, АТЩ, ГРЗС) и прсаизяенягя: зб'^ектов, .пря -прегсдг^.-п; годэхоэкЯетгенкпх, реграапиоккых я этзяспгчесяпх мероприятий, '"рзззгтат каргп^ухьту-рц. Наибольшее влияние техногенког'о; npsscrjs*a" з кзстеяхг* «реия отмечается поберекьях гсгизх кореЯ, тгго о{У*таптется лх геогра-ф:гчесгпм ползгетаеи it яетсрггзесзл с.гогптзгялтт пртгтаетг!. 'Ся»~ скфаяа акваторий и побереяйй fepnoro, Амгеттго, Япоккгого и Охотсзого корей, разнообразие retworaraeioix, гидрогеологических, гидрогеохккятесгях параметров и: мехйккгггэа яозтелгтюг ;ваетато5ио полно провести - сравнительная анализ и тяпнзецот условий вяахнэ-действия подземных и морских вод для практического кспользова-нал, обосновать методические приемы-проведения отдзодшх и надводных работ.

Актуальность внИСЕгеннш: исследований наиболее полно проявляется на побережьям с высокой плотностью населения, ограниченными ресурсами пресньа вод, пригодных для водоснабжения, с неблагоприятной экологической обстановкой. В этих случаях, для принятия обоснованных хозяйственных решений необходимы соответствующие теоретические разработки, создание моделей, банков данных, апробация вариантов применения технических средств с учетом их влияния на окружающую среду. На основании изложенных принципов проведены работы, связанные с улучшением водоснабжения приморских городов и рекреационных комплексов на Черноморском побережье Кавказа, начаты работы в юго-западном К;ыму, созданы программы выполнений геоэкологических наблюдений (мониторинга). Последние разработки имеют особу» значимость в связи с катастрофическим состоянием прибрежной зоны Черного и Азовского морей.

Цель работа - изучение области взаимодействия подземных и морских вод и природных процессов, протекающих в областях суб-маринной разгрузки подземных вод, включахпее также: I) исследование механизма субмаринной разгрузки подземных вод и ее следствий; 2) нахождение аналитических решений для количественной сценки величины разгрузки под уровень моря прямыми методами; 3) разработку и апробацию методов математического и аналогового моделирования процессов разгрузки; 4) разработку методики и аппаратурного обеспечения подводных наблюдений с применением легкс водолазной техники; 5) установление влияния субмаринной разгрузки подземных вод на активность экзогенных геологических процессов на побережьях; 5) установление характера и направленности гидрогеодинамических и гидрогеохимических процессов в зонах субмаринной разгрузки и .влияние их на морскую биоту.

Б раьжах целевого направления осуществлялась постановка и решение слгдатаих задач:

- типизация условий разгрузки подзеаных вод в прибрежной зоне uop^-Г; и кяукение процессов, опредвлягщих механизм взаимодействия подземных и морских вод;

- установление закономерностей формирования фивякэ-химичес-ких аномалий в прибрежной зоне;

- определенна структурно-динамических пзрзугтрот аномалий и разработка расчетных ыетодзз сцегаи расходов norcscs подзорных вод, юс генеркруоткх;.

- анализ влияния субмаранкойразгрузки fía фориарвгзиив пяя-жевых отложений и литодинэмкку прибрежной гога;

- опешга слеягтакй воздействия зояковах нагрузок ка состояние донных отложен^ в подводной частя слолзязй, кахантгвегой . состав наносов конусов выноса рек;

- исследование гидрогеохниических следстаяй суймгринной разгрузки подземных вод, их роли в формировании химического состава порошх зод и Еелественчсго состава догжпс отяожзкиЙ;

- изучение индикационного значения растворенных а спонтанных газов (гелия, радоив, метана, углекислого газа, сероводорода) в проявлении тектонических, грягеззулкгкическкх, а также процессов диалиризаиии в береговой и ясхбрсжьсй зонах иорей;

- рассмотрение гидробиологических и геохимических следствий субмаринной разгрузки подземных вод в прибрежной зоне, возможности загрязнения доянех осадков и перепет вод тежсатескяаи химическими зезествамя и радяонуззжгдгйи.

Материалы, положенные в ocHoisy яювертяяги, few яогтуяечы в период 1970-1992 гг. при zmma уча??яга автора ® згсЕКЕШяев-заас исследованиях, грегогигпжхпя кафедрой гидрстешогии я геэ-

деэии Ленинградского гидраметеологического института и отделом прогнозирования геодинамических процессов Украинского Государственного института минеральных ресурсов. Названия основных НИР были сформулированы следующим образом: "Исследование процессов заносимости водозаборного ковша Сахалинской ГРЭС и экспериментальные работы по внедрению средств зашиты водозаборных сооружений", "Изучение субаквальной разгрузки подземных вод в районах Черноморского побережья Кавказа на полигоне Гагринского массива41, "Исследования субаквальной разгрузки подземных вод в конусах выноса.рек-Черноморского пойережья.Кавказа", "Пространственные изменения" фильтрационных свойств верхнеюрских известняков, особенностей■движения и разгрузки приуроченных х ним подземных вод юго-западной части Горно-Крымской карстовой области"*, "Оценка гидрогеологических,. геофизических'особенностей района Арл1с-кой' АХ я выбор информативных параметров - предвестников землетрясений"" и др. В процессе исследований были отработаны десятки километров подводгапс маршрутов,: отобраны и проанализированы несколько тысяч проб воды, грунта, растворенных и спонтанных газов. Обработка результатов исследований, цифровое и аналоговое моделирование проводилось в лабораториях и вычислительных центрах ЛГЫ ВСЕГЕИ, ЛГИ ЦШ. УкрГШР. Н большинстве НИР автор принимал участие в качестве .ответственного исполнителя или одного из руководителей.

Научная новизна работы:

1- Предложены ноше аналитические решения,и теоретическое обоснование количественной опенки"субмаринной разгрузки подземных вод. Расчетаые .выражения составлены, с учетом определения параметров в вариантах проведения подводных я надводных наблюдений..

У

2. Впервые обоснована возможность использования аналоговых и физических моделей для репення диагностических задач в области взаимодействия подземных и морских вод.

3. На основании полученных теоретических представлений выполнена типизация аномалий, факелов и ареалов распреснения, рассмотрены ранее не изучавшиеся гидрогеохииические и гидродинамические следствия субыаринной разгрузки подземных вод.

4. Разработаны и реализованы новые метбдические подходя (комплексные геофизические и градиентные газогеохиыическле наблюдения с применением оригинальной техники) по выявлению активизированных на современном этапе разрывных нарушений в сейсмоактивных регионах а трассированию их в акваторию прибрежной зоны.

5. Впервые выполнены' детальные исследования по изучению жидких, газообразных и твердых продуктов иззержендя действующего грязевого вулкана в прибрежной зоне Азовского коря, по выявлению комплексными (гаэогеоюшУчесгимя я геофизическими) методами диапировых а криптсдиапирзвих струхтур.

6. Оценена возможность контроля загрязнения прибрежной зоны а очагах субыаринной разгрузки подземных вод, а то*/ числе,

с применением биоиндикаторов. Рассмотрены пути нитрация радионуклид ов в прибрежной зоне в результате возможной аварийной ситуации на приморских АХ или утечки радионуклидов из хранилищ.

Практическая значимость диссертационной работе закгоча-ется в теоретическом обосновании и разработке методов количественной опенки субкариниой разгрузки подземных вод и природных процессов, яротекагтах в ее очагах, методики и техника подвод-

дос геологически?:, и гидаг^ажи^ея^ ¿юс^увщрЯ, ^с^еде.ник комдаексчдео ра^щи reojorçraçcxoa cpeçi при лрректирс^ании щ строительстве крупных энергетических объектов на приморских территориях. Внедрение отдельных разработок и методических рекомендаций составило экономический эффект в 1,5 млн.рублей ( в ценах 1990 г.). В число организаций, осуществивших внедрение, входят: Х/0 Атомэнергопроект, Объединение "Крымгеология", Черноморне^те-гаэпром к др.

Апробация работы и публикации

.^гериалы диссертации докладывались р сбеуждалась да междуведомственных, респу^лик.9нсл:их, всесоюзных и международных сове-врниях, симпозиумах и с^е^д^х: ЕХ Всесоюзном совещания по пое-5емиш водам Сибири и Дальнего Во^трд.а .Щетропавловск-Камчатс-кий, 1979 г.), Ш и 1У Bcecppjjarç карстово-спелеологических совещаниях (Алушта, 1982 г., Владивосток, 1966), междуведомственном совещании "Состояние, перспективы улучшения и использования морской экологической системы Крыма" (Севастополь, 1983 г.), ХХУП международном геологическом конгрессе ШоскБа, I9S4 г.), международном симпозиуме спелеологов по проблеме комплексного изучения карста горных стран (Тбилиси, I9S7 г.), международном симпозиуме "Инженерная геология-шельфа и континентального склона морей и океанов мира" (Тбилиси,''1968т. ), л !.. Всесоюзном 'съезде инженеров-геологов, гидрогеологов и геокрлологов (Киев, 1968 г.), научно-техническом семинаре "Экспериментальные исследования и прогноз миграции радионуклидов в зоне аэрации в подземных водах" (п.Зеленый, ВСЕГИПГИ), 1968 г.), Всесоюзном совещании "Принципы и методы ландшафт но-гс о химических исследований миграции р?даог нуклидов (Суздаль, 19б9 г.) и др.

По теме диссертаций опубликовано работ, а основные её положения осаёгёкы в монографических изданиях": Гидрогеология шельфовых* областей" (совместно с А.Н.Павловым я А'.И.Коротяовым), "Поровй? tf ¿уёмарйтой'е вЬдн1' vi методы их изучения" Сйтаестно с Е;Г.Кбнййовым, К.Н'.Проганда' и' др.). "Геология jf геодййамйка' p&foHÍ? Крымской АЭС" (cojíMécTHO с Е.Ф.2Ьлжовым,

л.Б. Чежуновым и ¿f'.), а тахже в сборниках наутсих статей^ $жяа-дйх АН Украины, журналах и др.

Объем и структура работа. Диссертация có&rovtr введения, беми глав, гахлйчення и списка литератур/, s чхпх Ф.сжь текста ¿44 <£ff>., éáf рйфняов 80.

В процессе работы автор получил поддержку, ценные совета ряда специалистов и считает долгом выразить сэов признательности А.И.Короткову, А.В.Уесхетели, И.С.ЗекцеЕУ, А.В.Л^шяку. Автор благодарен за предоставленную возможность проведеняя исследований на судах гидрографической службы КЧЗ контр-адиирчлу Л. И. '4ятлну. Особую признательность за оргакяведкв я проведение подводных рзбот автор выражает коллегам я специалистам-подводникам Н. А.Моисееву, В.П.Павкину, А.Г.Гордееву. За поиояь а яоре-асдах К.К.Байсарович, О.И.Тпхонввой я расчета ка «налоговых ыо-2йлях а работу с рукописью Т.Н.ГровскоЯ.

I. ПРЕДМЕТ ШСЩОВАНИЯ И ОДЙЕЩЕШИЗ ООНЗТИЯ

В первом разделе рассматриваются принципы пыдзления прибрежной зоны, как природной систем, п пределах которой прослеживается влияние атмосферных (волнение, течения) а ¡планетарных (приливо-отливных) процессов на взаимодействие лодзданых и морских вод. Структурными элементами систаны являются подземные води, водовметзагтоге napoj&t и коркта годы. Границы сиетгдаы

нестабильны в пространстве к во времени и определяется областью взаимодействия подземных и морских вод. Высокая активность протекающих в прибрежной зоне процессов - главное отличие ее от шельфа, а сама прибрежная зона представляется нами как переходная область между шельфом и материком. С позиций региональной гидрогеологии,прибрежная зона относится к широко распространенным гидрогеологическим структурам, часть из которых расположена под уровнем моря, а другая - выходит на поверхность суши на континенте или островах. Границы прибрежной зоны определяются динамическими параметрами: морская - воздействием одиночных волн на поровые и разгружавшиеся под уровень моря подземные воды, на суше - выклинивание кривой подпора, образующего при штормовых нагонах, максимальных приливных уровнях или их сочетании (рис.IX

Определение предмета исследований основывается на принципах неформальной и формальной логики с приведением анализа совокупного содержания формулировок других авторов (В.В.Лонглнова, Г.А.Сафьянова, Е.Д.Щуйского, Н.Л.Айбулатова), используемых в геологии, океанологии и литодинамике.. Краткое определение терминологических понятий, таких как открытый и закрытый грифон, факел, ядро факела, аномалии, субмаринная сосредоточенная и рассредоточенная (перетеканием) разгрузка и др. позволяет систематизировать понятийные определения и избежать разночтения в выводах отдельных глав и всей работы в целом.

Сравнительный анализ подходов и методов изучения предмета исследований свидетельствует о многообразии в этом вопросе суждений и мнений. В.нашей постановке решение задачи основывается на комплексном подходе в изучении прибрежных акваторий, выделении областей взаимодействия подземных и морских вод, определении их

РисЛ Схема выделения прибрежной аоив

I. Исрские наносы. 2. Морские осадки. -3. Разрквнсе нарушение. 4. Пяяжегые отложения. 5- Отметки уровня единичной волны. 6. Направление двивдкия подземных вод. 7- Гранаш прибрежной зона.

параметров и янтерпрётацйй" блёДбтв^Й процессов вйаЛЮдействия (гидродинамических, геохимических, ли'годикймйчесйих, геоморфологических, гидробиологических и др.).

В отдельном разделе рассматривался методические предпосылки изучения сети разрывных нарушений 8 прибрежной зоне и миграции флюидов в их пределах. Предлагается способ комплексных Гаэо-геохимических ияблгдений в подводном и надводном вариантах, апробированный на побережьях Черного и Азовского «срей. На основании анализа полученных автором материалов сделаны выводы о применимости тех или иных разработок для конкретных природных ситуаций.

П. ЖШГИЧЕСКИЕ ШПЕгШ В ОБЛАСТИ ВЗА1Ы0ДЕПСТШЯ

подзш;ш и шгсш вод

Область взаимодействия подземных и морских вод может располагаться как нике поверхности морского дна, так и выге ее. Б первом случае понятийные оценхи и аналитические решения укладываются з рамки классических гидрогеологических представлен.:?, о системе вода - порода. Во втором случае зодовмеяшгзая среда определяется условно, со£мещая. функции среды а объекта. В трех разделах и двух подразделяя -главы ссвсгегЫ к-.-инпипы выделения областей взаимодействия подземных и морских вод, теистическое обоснование количестреиной опенки величина субкаринноЯ разгрузки (перетеканием, в виде субмаринных источников) и возможности применения численных и аналоговых моделей для изуче»ыя процесса разгрузки.

Выделение областей субдариниой разгрузки подземных вод в акваториях рассматривается как диагностическая эадлча, решение которой связано с нахолсением функции придонного давления, схематизированной ь якке некоторой геометрической поверхности

(йцричсгз.гч топография).,

куътлт-рсзенкя для количественной оценки величины суй«1рккной разгрузки перетеканием, генерирушей аномалии при-доннсго тк.13 базируется на репенкг уравнения турбулентной диф-фуз^?. и исночэя; на предположении баланса поступающих в аномаль-'" :|ую область подземных иод к скорости тепломассообмена на ее" границах. •

Дл? величественной оценки, сосредоточенной субкарнйгой"разгрузки, предлагаете? несйоЗг*?го вариантов, апробировашап? и/' ряде еб-ъектов прибрежней МИ» Крыма и Кавхаза: с использШакИем равнения двитения. уравнений теплового баланса я турбулентной диффузии Се последнем случае для оценки параметроз аномалий на морскоГ. поверхности). Конечным проектом аналитических решений является расчетное формулы с легко измеряемте! в натурных условиях параметрами, учитываюсьми конфигурацию грнфоноа, тип факелов, величий' присоединившейся массы (вовлечения) и линейные размеры еноиалий. Впервые выполнено теоретическое обоснование оценки разгрузи подземных зод а полузатопленных и зятзпленныт пещерах и гротах. Последний случай характерен для карстовых коллекторов, имекзах широкое распространение на побережьях сетшх морей.

Накопленный опыт изучения областей взаимодействия пресных подземных морских вод позволил успепгю осуществить моделирование с примене;гаем как стохастических, так'и детерминированных построений (I, Г], 14, 33). Исследования проницаемости трещинно-карстоеых коллекторов и фильтрационных сесйств современных наносов провозилась дисле'гйгки '«толами с привлечением большого количества фактического материала по съемкам трегзшоватостк, грунтовым съемкам, индикаторные &лыТ9м (факторные модели, тренч-аналиа)-

Оценка динамической структуры факелов и их параметризация,развитие поверхностных и придонных аномалий изучалась на физической (гидравлической) модели, структурных и сеточных аналоговых вычислительных устройствах (АВМ). Результаты моделирования обеспечили возможность контроля натурных измерений, получения информации о количественной стороне процессов взаимодействия подземных и морских вод и прогнозирования тенденций их изменения.

SI. ГОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ И МОРСКИХ ВОД В ДИНАМИКЕ МОРЮ.ЮГЛЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИБЕЖЮЙ ЗОНЫ ШРЕЯ (ПЛЯдЕй, ОПОЛЗНЕЯ, KD НУ СО В ВЫЖСА РЕК)

Выделив прибрежную зону, как наиболее динамичную область взаимодействия подземных и морских вод, отметим, что консерватизм третьей составляющей системы - литосферы в ее пределах - будет относительным. Например, существует четкая взаимосвязь между динамикой пляжевых отложений и конфигурацией зеркала грунтовых вол на побережьях приливных морей (Дж.А.Лануон, Дж.Эллиот, Д.Кларк, 1982, А.К.Пэквуд, 1933 и др.). Экспериментальные материалы, полученные автором в разные годы на побережьях Черного моря (Крым, Кавказ), Охотского и Японского морей (о.Сахалин), включающие промерные и геодезические работы, грунтовые съемки, подводное профилирование, съемки температуры и электропроводности воды, запуски индикаторов, изучение береговых и субмаринных выходов подземных вод, газогеохкмические наблюдения, лабораторные и мо-дрльные исследования, позволили оценить масштабы влияния субма-ринноЯ разгрузки подземных вод на экзогенные процессы, устойчивость различных береговых и донных морфологических элементов, условия формирования подземного стока в прибрежной зоне морей.

Результаты зкспвриыснталыапс исследований, изложенные в

трех разделах главы, сводятся к следующим основным положениям:

1. В области разгрузки подземных вод на песчаных пляжах при набегании одиночной волны происходит более интенсивная пере-: работка плкжевых отложений, сортировка и изменение типов грунтов. Воздействие ветровых волн на подводную часть пляжа,вызывает изменение порового давления и разуплотнение грунтов, наиболее резко проявяятаиеся в областях разгрузки: в зоне заплеска увеличивается прямая и обратная скорости волноприбойного потока. В береговой части изменение уровня грунтовых вод способствует изменению состава галсв в зоне аэрации. В пределах галечных и валунно- ■ галечных пляжей реакция на разгрузку подземных вод отсутствует или проявляется в виде изменения механического состава заполнителя.

2. Дяя оползневых тел, языковая часть которых находится под уровнем моря, гидрогеологический фактор в сочетания с волновши нагрузками монет играть определяющую роль а развитии оползневого процесса. обводненных оползневых телах волновые нагрузки, генерируемые ветровым волнением, проявляют себя как действие низкочастотного вибратора. Масштабы воздействия волновых нагрузок оцениваются геофизическими (метод"естественного имцульсного электромагнитного поля земли - ЕИЗЯТЗ, сейсмораззедочными - ЫВП, ЮЗ)

и газохимическими методами. Результаты таких наблюдений доказаны на рис.2.

На погруженных под уровень моря языках оползней (побережья Черного и Азовского морей) эффективно сочетание литоди.чаыических и гидрогеологических исследований с целью выявления областей суб-варяяяой разгрузки подземных вод и оценки масштабов перемещении современных наноссв в циклах пторм - штиль, изменявших величину

1 А ЗЬяъ. ! \ М ^ 5 0 ло

в со,; я. а> и «я а< '» о »

2 4 6 8* *2<м>е » а> у.

_ - 'И Ш [Л,

Рис.2 Значение ЕИЭИПЗ А - до шторма, В - в период шторма и изменение концентраций радона и углекислого газа в наблюдательной скважине № 3.

I. Наблюдательная скважина и ее номер. 2. Участки напряженного состояния пород. 3. Участки релаксированного состояния пород. 4. Изменение уровня моря при штормовом нагоне.

пригругки языковой части.

3. В конусах выноса рек современные морские и речные наносы играет роль "клапанного механизма"; перекрывая зоны активной фильтрат»: слабопронттекмми слоями. В связи с этим меняется тип

л

разгрузки от активней (субиаринные источники) до рассредоточенной (перетека-згеи), что в соов очередь влияет на масштабы переформирования самих конусоь выноса в периоды штормовых волнений, образование в них "каналов стока". Запуски индикаторов и подводные работы на Черноморском побережье Кавказа позволили установить: в "каналах стока" действительные скорости на два - четыре порядка превышает средние фильтрационные параметры аллювиальных отложений. СуСмаринная разгрузка аллювиальных вод в пределах конусов выноса (зс областью отрыва от дна речной струи) легко обнаруживается при съемках температуры и электропроводности придонного слоя воды. Результаты проведенных исследований подтвердили: количественная оценка субмаринной разгрузки подземных вод в коцу-сах выноса наиболее достоверно определяется прямыми методами,а также с покосы) численного и аналогового моделирования.

17. ХЕШИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИХ С 2СРСШИ В ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ КАКЛУЩИХСЯ ПОГОД

Имепютеся сведения .по разгрузке карстовых ьод в прибрежной зоне свидетельствует о том, что эти процессы дискретны как в пространстве, так и 80 времени. Наиболее известным и очевидным иреявдецйвн тдцой прерывистости является субмарикнне источники, котенге мокне рассматривать как элементарнее очаги Ъ теоретически непроницаемой.границе океак - литосфер. Б овуаде открытых грифонов в толпе морской воды образуется четкие физкко-химичеекж? аномалии в виде факелов различной конфигурации, при закрытых

грифонах - придонные аномалии с малыми градиентами температуры и солености. В зависимости от мощности и проницаемости современных наносов разгрузка субмаринных источников может приобретать рассредоточенный характер или экранироваться слабопроницаемыми толщами.

Разнообразие условий субмаринной разгрузки карстовых подземных вод определяется особенностями геологического строения приморских районов, тектоникой, морфологией береговых участков и подводного склона, гидрогеологическими условиями. Предлагаемая нами типизация условий разгрузки включает в себя шесть основных типов и охватывает все известные случаи разгрузки в прибрежной зоне Черноморского и, частично, Азовского побережий (рис.3).

Обобщение имеющихся опубликованных материалов и наблюдения автора позволили охарактеризовать разгрузку подземных вод карстового происхождения на Черноморском побережье Крыма и Кавказа от пгт.Черноморское до г.Сухуми. Пс 10 выделенным участкам приводятся сведения о возрасте водовметающих пород, типе разгрузки, отдельных субмаринных источниках, обнаженности карстуюаихся пород на дне.

На основании разработанной автором методики подводного геолого-гидрогеологического картирования впервые проведены детальные исследования на трех полигонах Черноморского поберекья.

I. Район п.Гантиади. В прибрежной зоне до изобаты 8 м за-картироваш обнажения коренных пород --окремненных известняков среднего мела, плотных, толстоплитчатых, трещиноватых. По 14 створам определеи характер изменения фильтрационных свойств песчаных донных няносов. Выявлены три группы субмаринных источников, проведено описание линейных размеров и конфигураций тс грифонов, состава заполнителя, определены типы и параметры факелов, размеры,

ш

- - *

Ж

ЕН!

Ей

Рис.З Условия разгрузки подзеккых вод на Черноморской

побережье Крыма и Кавказа в областях погружения карстужн

иихся пород под уровень моря

I. Карстутиеся породы. 2. Песчаные отложения.

3. Современные и погребенные илы. 4. Факел источника.

5. Области фильтрации в песчаных отложениях.

о*. Гайбсвы® л&в&ай » ¿рул&я

поверхностных аномалий, температура, минерализация и химический состав разгружающихся подземных вод, режимные наблюдения. Используя аналитические резения, приведенные в главе 1, вычислены дебита субмаринных источников (9), составляющие s сумке (по трем группам) 1,636 + 0,5С8 м3/с. По данным береговых скважин и представлении об эквивалентной средней проницаемости трещиноватых горных пород приведен альтернативный расчет субмариннсй разгрузки на полигоне п.Гантиади.

2. Район г.Гагры. Аналогичные по составу работы выполнены для группы, состоящей из 4 источников, расположенных в северной части Гагринского залива. Разгрузка приурочена к обнажениям на дне трещиноватых окремнеиных известняков среднемелового возраста, круто падающих в сторону моря. Как и на полигоне Гантизди, разгружающиеся воды - пресные, с содержанием хдориона 0,017 г/л. Суммарный дебит источников 0,48 +0,11 ы3/с, а источника расположенного на урезе галечного пляжа 0,03 - 0,05 ы3/с.

Потенциальные возможности субмаринной разгрузки по всей акватории Гагринского залива подтверждены подводным профилированием и результатами грунтовой съемки, проведенной до изобате 12 и. На протяжении 18 км от п.Алахадзе до санатория "Украина" на lô профилях отобрана 291 проба грунта. В 100-метровой прибрежной полосе преобладают хорошо отсортированные среднезернистые.пески с коэффициентом фильтрации 6-15 ы/еут., встречаются значительные участки крупнозернистого песка с мелкой галькой (коэффициент фильтрации 60 и более м/сут). Далее развиты преимусественно мелкозернистые пмлеяатыс пески 3—8 м/сут) с отдельными пятнами разно-зс'рниотых и крупнозернистых,. Таким образом, экранирующая роль сопрей&нянх морских осадков незначительна w выполняется возможность-разгрузки перетеканием с образованием придонных аномалий

температуры и еоленсс1И.

3. Вго-эападняй Кпыу. На это и полигоне выполнены исследования, сэяза:п5/е ке только с прямой количественной ог.снкоЯ субмз-ринной разгрузки подземных вод, но и а условиями формирования последних, рассмотрением путей миграции от области питания до пспагення в пр^брехнуг зону. Основной водоносный горизонт приурочен к эаяарстоэенккм, "•рехиноватым известнякам зерхнесрского возраста и четко локализован лигологичесхигги и тектоническими границами. Региональным цокольным водоупором*являются флипевые породы таврической серии. Область питания - часть Ай-Петринсного горного массива с сткрктым карстом и высотой до 1200 м над уровнем моря. Область разгрузки - район м.Айя, где карбонатные породы погружается под уровень моря. Проведенные исследования включали в себя нахождение принципов выделения границ, пространственных изменений фильтрационных свойств, показателей закарстованности структурно-тектонических блоков, обработку материалов регимных наблюдений, гидрохтсгческие определения, выявления очагов и опенку субмаринной разгрузки подземных вод, ее значение в водном балансе района.

Субмарннкая разгрузка подземных вод зафиксирована у подножий вертикальных клифов в затопленных и полузатопленных пег.ер.гл я гротах с минерализацией отдельных трещин 0,6 г/л. Впервые для определения зел;гчпкы разгрузки использовались оригинальные аналитические решения, предложенные автором, и аналоговое моделирование на ЛБ'.{ В'СЕ-70. Сухарная разгрузка за разные годы (19331935 гг) составила 33,?0-48,96 л/с для периодов глубокой ме-ени маловодного десятилетия. Величина эта зполне сопоставила с балансовыми наблюдениями, отнесенными к вго-восточной ветви подземного

стоке района исследований.

Анализируя гидрохимическую обстановку в областях взаимодействия пресгшх подзеших и морск'.гх вод в Чернск'зрском регионе и сравнивая ее с результатами известных исследсзакий других авторов, проведенных на побережьях "гдопенеса, Крита, Сомали, Адриатического моря, Ливана, нельзя не обратить внимание на оче~ в^д-'шс геологические и геоморфологические следствия субмзрннной разгрузки. Пр;г смеаении прес.чых и морских вод в зависжости от внутренней структуризации аномалий кабягдяются процессы коррозии и цементации, специфические формы подводах образований, оказы-впго'.е в течение геологического времена (кинетика процесса растворения весьма мала) заметнее алкянио на форсирование современного состояния морских поберек/Я, сложе!«ых карбонатными породам!

5. ШОТАДЯЯ ЭЛЩДОВ Ш ТЕКГ0К?ЧЗСЙ51 КАРУ^ШЫ, ПЕРЕСЕКАЮ« ПРИБРЕЖНУЮ ЗОНУ

НиГреция флюидов по тектоническим нарушениям из глубоких водоносных горизонтов генерирует в прибрежной зоне наиболее контрастные аномалии по температуре, газовому к химическому составу. Различные по генетическим типам подземные веды локализуются в границах разрывных нарушений, отличаются восходящим направлением фильтрационных потоков. Абразия берегов, активные лктояинамичее-кие процессы затрудняют выявление очагов разгрузки к трассирована самхх нарушений.

Анализ имесзихся данных по наиболее известным в мире гидро-термач, похгзчвает, что оптимальным методом для расчета параметров является метод теплового баланса. В качестве примера приводится расчет для условий средиземноморского побережья »ранйя (департамент Еуз-дю-Ре.ч). Однако, подяедяке Шфрзгевмаяьяке

источники лит) частеый случай проявления миграции флюидов в зонах разрывных нарушений.

Более обг/.е представления получены в акваториях Азово-Черно-морского басее?чз с использованием геологических, газогеохимических, геофизичесхих и подводных методов исследований. На Тар-ханхугском полуострове в береговой зсне тектонические нзрусения проявляются з покоенном содержании з подпочвенном воздухе метана. радона, з меньше? степени углекислого газа, выделяются на профилях с^с-МПЗ, аэро-^стос.чимках. Детальные подводные исследования позволили: I. ¿{эучить литохииаческуга обстановку до изобаты 6 м. 2. Обнаружить и оконтурить выходы спонтанного газа (метан,с высоким до 6% содержанием тязелых углеводородов). 3. Установить два типа рекима газопроявлений - нормальный и интермиттирутаий. 4. Выявить слабую разгрузку подземных вод глубоких водоносках горизонтов с минерализацией 22,3 г/л. 5. Эакартировать очаги сероводородного заражения с концентрациями сероводорода более 1С0 мг/л. Применение градиентного батометра и пробоотборника конструкции автора позволило зафиксировать резкие изменения окислительно-восстановительного потенциала и компонентного состава придонных и иловых вод, другие физико-химические параметры придонных аномалий. В их пределах, з составе донных осадков обнаружено повышенное по отношению к фоку содержание меди, железа, ванадия, никеля, кобальта, молибдена и марганца, а в составе иловых вод

йода, брсма, гидрокарбонатоа и сульфатов. Следствиями разгрузки

»

подземных вод к газов является возникновение геохимических барьеров, образование аутигенньгх минералов.

3 обсуждении результатов исследований отмечается, что при их инте?претаи;га необходимо учитывать активность процессов диагенеза, соэремгкнь/х биохшлкческих процессов, темпы седиментации и

другие причинно-следственные связи возникновении хонкрет;<ых геохимических ситуаций. Существование очагов сероводородного заражения на мелководьях «окно считать аналогом природного феномена сероводородного заражения всей Черноморской впадины (см.блок-схему на стр.27).

Б 15&5-1990 гг. проводилось изучение геологии и геодинамики Керченского полуострова в связи со строительством Крымской АЭС. Комплексные работы включали практически все зиды исследований от дистанционных до бурения." Широков ксмплекскрованне методов, создание новых методических разработок позволили получить уннхальнус информацис, а том числе по береговой и прибрежной зонам Азовского моря. Подводными исследованиями в акватории Арабатского и Казан-типского заливов обнаружены линейные, субетротно вытянутые в плане аномальные облаете с повышенными концентрациями в придонных а иловых водах гегяя, метана, сероводорода. углекислого газа, а ив поверхности меря паров ртути. В пределах этэт?областей в илевчх водах превышает фоновые концентрация такие элементы как евчнец, цинк, никель, литий а др. Высокие содержания этих же индикаторных элементов присутствует г аодопунхтах 'колодцы, источники, скважины), расположенных з зонах тектонических нарушений северной части Керченского полуострова. Результаты исследований в акватории упомянутых выше заливов позволили не только протрассировать, ко х оценить современнус активность оперяших карусений Еаснэ-Азовского сейсиогенеркрукз'гго разлома, находяекзге* е кгпосредст-векнсЯ близости от промплоЕадзвд Крымской АХ.

В заяерстгзнх главу выводах кснств.ткруется:

I. Применение .традиционных методов трвесирювания разрывных каругениП затруднено на мелководьях, ¿оствтаччг эффективными при малых затратах «геменк а средств являртея градиентные гааогеохи-

ЕЮК - СШИА лэыененяя гадрогеохиыичесхоЯ обстановки в ;сках разрывных наруже:Тархаккутсяого полуострова

мические наблюдения, выполняемые по методике автора в клдзодном и подводном вариантах. Наименьшие градиенты фиксируются в пляке-яоЯ зоне.

2. Абразия берегов, активные лнтодинамичесхие пропессы затрудняют выявление очагсв субмариннсЯ разгрузки флюидов и трассирование разрывных нарувекий. На.типично абразионном побережье (ТарханхутсхкЯ полуостров) высокая проницаемость современных осадкоь обусловливает высокую конттзвстность аномалий и реальные градиенты намеряемых величин по отношению к обшвьу геохимическому фону. В условиях типично аккумулятивного побережья с преобладанием в разрезе слабопроницаеыых отложений (северная часгь Кер-ченсхого полуострова) проявляется в основном газовая составляюсь, более мобильная г процессах миграция. Современные морские осадки в обоях случаях играют роль геохимического а плотностного фильтра, через который происходит обмен веществом.

3. Механизм образования очагсв сероводородного заражения г прибрехноЯ зоне монет рассматриваться как одна из моделей дл.-. глубоководных частей Черного мор.". Балансовые характеристики обмена веществом в области взаимодействия разгрутаюетхся флюидов к морских вод еще недостаточно изучены, тем ке мене» очевидно:

I. Разрывные нарушения - необходюе/й элемент миделя, 2. В их пределах процессы суяьфатредухшпс протекает линь в верхней часта осадочной толщ*.

6. МИГРАЦИЯ ЗЛЕИДЭЗ В ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ ДИАП1<РИЗЙА И ГЕ^ЕЗОГО ВЕЩИЗМА

Развитие диапиризуз и грязевого вулканизма в ряде регионов Земного -ара в значительной степени определяет (функционирование нижней гран'/ш прибрежной зоны: через нижнюю границу в ее пределы поступает флюипы глубинного происхождения, а с грязевулка-ничег.ккми ЕК'^росами- значительное жо.ггчестзо твердого вешества. Классическим примером таких регионов является Керченсхо-Таманс-ки?? с прилегающей к нему акваторией Азовского моря.

Комплексами наблюдениями (дистанционными, газогеохимическими, гео^изичеезглм;:, буровыми и подводными), проводившимися по специальной программе изучения геодинамики Крымской АЭС, выявлены многочисленные диагтяровые складки {ДО в береговой и прибрежной зонах Керченского полуострова. В береговой зоне развития ДС градиенткымигазохимическими наблюдениями зафиксированы вертикальные потоки глубинных газов (гелий, радон, метан, углекислый газ), максимальные концентрации которых в почвенном воздухе тяготеют к периферии сводовых частей. Миграция газов наиболее активно происходят по локальным нарушениям, вызванный ростом диапира, стимулируется ■аномально высокими пластовыми .давлениями (АВПД), причем глинистый экран, лежаетй выше сводовой части диапира, не является абсолютным препятствием для их перемешения. В придонных и иловых водах прибрежной зоны ка крыльях ДС обнаружено повышенное содержание метана, углекислого газа, и в отдельных точках гелия. Хорошее подтверждение газохимяческих наблюдений дают результаты непрерывного сеЯсмсакустячесного профилирования (НСАП): на временных сейсмических разрезах хоротзо видна крылья складок, угловые несогласия и ядра складок с хаотическим расположением отражающих слоев

у подом;.' Майкопских отложений. Таких образом, уерздгагргесказ обстановка а областях взаимодействия морских вод (слагал субмариь-лпя разгрузка перетеканием'прес.чых подземных под), приуроченных к развит« в разрезе ¿С, Нормируется под влиянием постоянного потока глубин»« флгидов.

двухлетние наблгд«нкя деятельности грязевого вулкана Тслу-сицкий* в Темрекском заливе Азовского моря похазвли следующее. На первой стадии активизации происходи? рост днаяира со скоростью до С м/мес. Агаяогкчные скорости роста отмечены и на Тег/ргкской Рачке, расположенной в '/,5 км от вулкг.на. Б стадии пяроксичма рост диапира заусддяьтся, в акватории появляется острсг, часть поверхности которого сложена выброаенной сопочной брекчией, а част!.- - современными донными отложениями с представителями бен-тосксй фауны, поднятии? на поверхность. Сдте« наступает гр'.с|«:-ис— сальдовая стадия, в период которой остров интенсивно абрадируется волнением до полного исчезновения.

Расчеты, впервые проведенные для грязевых вулканов Азовского моря, показывают, что за одно извержение в прибрежную аз ну попадает более 40 ты?.а:5 подземных вод и тыс.м5 сопэчнсй брркчии. По дакгам Р.Рахманова (1967) в Каспийскоу море случаются и более крупные извераенкя с образованием грязевуяханяческих острльсо плопядью до I км"" и высотой ы. Геофизическими ржЪ-Т5у>: (НСАП> V- бурякием морских сквакин установлено, чте в презлом пароксигмальная деятельность гряаёзого гуягл"л Толубицкий" бур? значительно ^агепсипне?. Н.А.Вальтерам (1991) было выделено два лер-лода активизации: пераяй относятся к юпк:ечетЕепгкчк"»у врг-нени с началом в верхней аяу^сно, атрей - к карагакоксму пре-менк 'и дл настоящего). Пвлепрокснструк^ия извержений свидетельств-

аует, что масштабы их на поря дох превызали зафиксированные нами а 1368-1589 тт. . '

Б качестве дополнительных ¿¿ёгенйй, полученных в ходе исследований а выводов. добаМШ

1. йнЛ'иё продета, грязевулкачичсских выбросов представляют собой смесь генетически разных типов вод с отличной степенью метамор$изации, образую^уг^я по всему выводному каналу, дремируг-вему различные водоносдае горизонты. Разгрузка газов (метан с незначителыгкм содержанием .тяжелых углеводородов, углекислого газа, азота) в районе ьулкака идет практически постоянно, причем большинство грифонов приурочено к зонам тектонических нарунений. Дебит газа как в эруптивном центре, так и в подводных грифонах значительно варьирует, достигая максимума в пароксизмальной стадии.

2. Отмечается очевидная связь активизации грязевулканической деятельности с сейсмическими событиями. В качестве возможных предвестнихез землетрясений могут быть использованы: резкие изменения компонентного сестазз газов, химического состава подземных вод, активность их разгрузки, темпы роста диадира.

7. РОЛЬ ПОДЗЕМКИ ВОД 3 ЗАГРЯЗНЕН'^! ПР;Е?ЕЫЯЛ ЗОНУ ¡.ЮРЕ;', И ЗУГ.ТГДЧЕСЖЕ СЛЕДСТВИЯ СУШПОЕЮа РАЗГРУЗИЛ

Из всего разнообразия проблем, связанных с загрязнение« при-бгеянсД зоны мерей, наименее изученная* язлястся очаги загрязнения, обусловленное субмдринной разгрузкой подземных зод. Аномальные по сзо::м ¡гизтго-химическим свойствам по относсншо к морским, наиболее контрастные различия они создав? в районах развития ггя» зеяого вулканизма, в очагах с инфекционным. меха:г.!змом разгрузки еероведорошагх, термалы.-ых и минерализованных вод. С одной стороны.

подземные годы является необходимым компонентом в формировании служившегося водно-солевого баланса водоемов, с другой стороны, устойчивые аномалия часто губитель.*« для большинства гядробион-тов, что позволяет считать зоны разгрузи важной составной частьг автохтондах процессов, очагами "естественного" загрязнения водоемов. Воздействие "естественного" загрязнения на морсжуг биосу неоднозначно * нам* условно выделяется три типа: позитивное, не-гатгвное, граничное.

Позитивное воздействие выражается я выносе подземными водами в морскую среду питатель«« веществ, сяумюсх активизации метаболизма бахтервй, *оторые, в свои очередь, служат источниками литания для других организмов, например - следствие разгрузки термальных вод в б.Кратерная о.Уюгаир (Тарасов Б.Г., Пропп К.В., 1974).

Негативно» воздействие я очагах субмарннной разгрузки пресных подземных вод проявляется в угнетении к гибели гзог&линных организмов. Окисление сульфидов н метана, поступали« с гидротермальной жидкость» под уровень моря, сопровождается резким пониже наем концентраций растворенного в веде ккслоровд (СьА, Франция, Япония, Индонезия к др.). По нашим наблюдениям в очагах сероводородного заражения (п-оа Тартянкут) погибают все виды бектоскых организмов. |

В граничил областях (периферийные части факелов субмарин-ных источников районов п.Гантиадж, г.Гагры) наблюдается активное развитие некоторых гндройионтов. JKn.ti.Eus да.£€с?ъо<ю1сиз-£^ ¡шест вдесь больяив размеры * бксмассу на I м*", тем на удалении от источников, также хоросо чувствуют Себя махрофлты.

Изучение экологкчеешх следствий субмаринной разгрузки невозможно проводить без учете естественного геохимического фона

субаквалькых ландшафтов и показателей техногенного загрязнения. 3 первом случае речь идет о накоплении тяжелых металлов в области смешения подземных и морских вод, а также процессах их миграции в системе вода - порода. По нашим данным, 8 осадках йарки-нитского залива наблюдаются концентрации железа в J.3, меди 2,4, ванадия 3,5 гыие фоновых. Б районе Керченского полуострова (выходы спонтанного газа на дне) концентрации мели - в 10, свинца -в 2, молибдена - в 12, цинка - 5,. никеля - в 4 раза выяе фоновых,

а его-восточнсм Крииу (р-н п.Приветного) повышенные над фоном

. «

концентрации имеют медь, свинец, цинк, марганец, кадмий, мышьяк. Соответствующая тенденция к накоплению этих элементов наблюдается и у различных представителей бентоса. В качестве тест-объектов использовались одновозрастнке организмы - фильтраторы и наиболее распространенные формы фитобентоса: CystoseLza Влг&лЬа., бгЛегстпсгрк-хШ., C^ad-срксга С. (таблица I). Для организмоэ-Фильтраторов, помимо фоновых, для сравнения, впервые для Черного моря были использованы античные образцы из археологического раскопа (г.Киммерях i B.H.3.). Результаты анализов методом PIA иллюстрирует таблица 2. Иловые воды а области разгрузки хлор-магниевого типа с минерализацией 16,3 г/л к рй*б,82 содержат (мг/л): йод 2,0, бром 38,0, бор 4,3, сероводород 17,0, Загрязнение тяжелы!.« металлами характерно так же для таких субаквалькых ландшафтов, как конуса выноса, где их накопление связано с транспортом природных минеральных образований из верховьев рек ("дитоген-ное загрязнение"). • '

Антропогенная составляюлая а областях субмаринной разгрузки может быть представлена широким спектром токсичных элементов и соединений: нитратами, фосфором, тяжелыми металлами, пестицидами, детергентами, радионуклидами и др. Темпы техногенного загрязнения,

Таблица 1

Результаты рентген/флюоресцентного ана«»«в (по 12 образцам) фитобентоса (Г/кг), Судякский район, <г,П$тв*нов

Тест оргамия*

Сщ^ееСга. ЗЬаг6а1а. 0,900 0,490 0,390 0,0 0,517 0*200 0,058 О.ОЯО 0,104 0,055 5,693 2,147 0,154 0,063

¿^еготогрАа и^аееае 1,369 0,355 0,436 0,089 0,790 0,115 0,241 0,0 0,054 0,0 7,877 1,003 0,0 0,0

СЛаЖорАога. С. 0.720 0,694 0,217 о.оьа 0,314 0,119 0,020 0,200 0,056 0,037 4,056 3,031 0,0 0,0

ПРИМЕЧАНИЕ: » числителе образцы, отобранные в вом* равгруэки, я внаманателе - фоновые

£

Таблица 2

¡Результаты рентген-флюоресцентного анализа створок С.и г да £.&>;>■>

в районе г.Опук (Керченский полуостров) по 20 образцам (г/кг)

молемент

<_й(5>

Ж >Си Сг

;йг

в области разгрузки

2,222 + 0,088 1,5 х Ю"э + 0,3 х 10" 0,248 + 0,015 1,260 + 0,020 0,0 0,0

Место отбора

фоновые

археологический Материал

1,351 ♦ 0,056 0,0

0,096 * 0,001 0,0

0,75*10""® + О.бхМ""5 0,942 + 0,012

1,646 ♦ 0,084 0,0

0,066 ♦ 0,007 0,0 0,0 0.0

а

помимо гидрогеологических угловя*, непосредственно зависят от степени урбанизации побережий,размезения населенных пунктов, промышленных об'ьектоз и сельскохозяйственных угодий, Тах, загрязнение нитратами и тяжелыми металлами подземных вод было отмечено в районах Красноперекопска, Севастополя, Ялты и др. населенных пунктов. В юго-западном Крыму в осадочных породах конусов выноса встречается высокие концентрации кадмия, мышьяка, фосфора, олова.

Особу» экологическую опасность представляют объекты атомной энергетики, расположенные на морских побережьях. Поэтому, прогноз миграции радионуклида« в прибрежной зоне носит не абстрактный характер, а является необходимом компонентом в практике эксплуатации АХ и соответствует требованиям Комитета по ядерной безопасности МАГАТЭ.

Учитывая опыт крученая Чернобызьсвой аварки, автор предлагает концептувлы^гв модель парен осе к накопления радионуклидов в структурных элементах прабрсфо'Л вены. Б обзем виде пути миграции радиоактивных зжкенто® иредставле!©? следующим образом: зона аэрации - подзвинме -во® •доннке осадки, зона вэраши -подземные воды - морская хода, плоскостной шз - пляжевые отложения - морская вода, тмявдгвд отлоийния - донныг осадки, морская вода - донное ссаети. Согласно предлагаемой схеме, наибольшее накопление радаоцужлявд слезет стидать в докюх осадкмс, причем, если прохождение первого путк отнести к естнкпе временя, то последуйте будут отмщаться на порядок: 1,0 : 0,1 : 0,01 : и т.д.

Подводя итоги данного раздела, автор считает своим дат» заметить что исследуя «грязнея» прибрежной зоны морей, нельзя оставлять Сев внимания эстетически» и моралыше аспекта этой проблемы, которые часто приносятся в жертву саоосцутным экономическим соображениям. Прибракнал зэка наиболее доступна

антропогенному воздействии и уязвима. Используя ее природные ресурсы не следует забывать о наносимом утаербе, который может быть непоправим. Приходится констатировать» что несмотря на убедительные доказательства усиливавшейся деградации биоценозов,природоохранные мероприятия, направленные на стабилизации экологической обстановки, в основном, только декларируются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выделение прибрехной зоны в самостоятельный объект исследований обусловило обдую направленность всей работы. Важам моментом при этом явился пришил Зыделеняя границ, существенно отли-чаюгогеся от общепринятых своей изменчивостью во времени. В выделенных динамических границах-прибреяная.зона.рассмотрена,как открытая система.- характеризуюавяся постоянно меняющимся по масштабам обменом веиеством^ с глубокой"частью шельфа, и приморс-> . яими областями суш. ■ - . . . ;

Аналитические разработки, модальные исследования и оригинальные натурные эксперименты позволили впервые а-: широком плане рассмотреть механизм, взаимодействия подземных', а морских вод, классифицировать аномалии, вызвакнне разгрузкой, определить их параметры и произвести количественную оценку субмаринной разгрузки прямыми методами.' ^

Изучение зысокодебитных субмаринных источников карстового происхождения перспективно, на побережьях, - испытывающих недоста-. ток пресной воды, с пельп их, каптата.: Опыт подобных работ тлеется в ряде стран ( Зраншя, Греция,: йгалия): и свидетельствует об "их экономической-целесообразности»..

Выполненные'исследования^ наряду с=офэдми.представлениями

о касстебах взаимодействия подземных и морских вод, показывает прямую их .связь с экзогенными к литодянамическими процессами, а% результаты имеют теоретическое и прикладное значение з вопросах динамики подземных вод и эволюции морских побережий. Ьа*ное ьрик-ладное значение имеют также гозогеотимические и гидрогеологические исследоьания по выделению и трассированию в прибреягой зоне разрывных и&рупекпй, криптодиапировых структур, изучению грязе-вулканической деятельности, Результаты проведенных работ использовались в правительственна решениях по строительству Крымской АЭС, выборе площадок Одесской АТЭЦ, Донецкой АХ.

Организация мониторинга и опенка техногенного ьлиякия на прибреятао экосистемы должна проводиться с учетом суСкеринной разгрузки подземных «од, оказнвЕхг^-Г. существенное влияние на морскую биоту, & оерьую очередь, на бентсскые организмы. Ь очагах разгрузки поля загрязнений могут перекрываться, создавая сую-мр-ный еффект токсичности, приводящей к их угнетению и гибели.

Таким образом, в области развития морской геологик и гидрогеологии рассмотрены актуальные вопросы роли гидрогеологически: •факторов в механизме функционирования прибрежной зоны - природного объекта, имеющего широчайгее распространение. Нслравленкость работы потребовала создания специальных методик исследования., разработки нестандартных технических приемов и аппаратуры, незкх подходов к обобщению и интерпретации материалов ка^людекиГ:. В свою очередь, создание методических основ и технического обеспечения исследований открывает иирокие возможности дальнейшего изучения пгибрехчоЯ зонн, последовательному внедрению их в практику. С развитием этого управления восполняются пробелы, существующие в изучении территорий, разделяющих су;.у и верхнее' часть аельфа. •

В многообразии проблем освоения морских доберегт-гК, при

угеличэьгли антрспогеюшх нагрузоя, достигался тх критического уровня, разработки автора применимы при проектирования и стрсительст-зе прс:.<ъ— ленных и гражданских сооружения, объектов водоснабжения, ерганизапии мониторинга окружашей среды, регенин экологических проблем.

Оснсзггве яолозения диссертаьдскной работы опубликовшш:

Монографические издания:

1. Гидрогеология яеяь-фовых областей. Л., Недра, i960 - 220 с. (совместно с А.И.Норотковым, А.Н.Павловым).

2. Поровые и субмарикнке воды и методы их изучения. - Киев, 1986, 50 с. (препринт) АН УССР, Лн-т геолог, наук. 66-25 (совместно с Е.Г.Ксниковьы, К.Н.Прониным» й.Н.Байслрович и др.).

3. Геология и геодинамика района Крымской АЭС. - tûtes. -Наук.думка. I9S2, 188 с. (совместно с Н.Ы.Гавриленко, Пашковым, А.В.Чекуновкм л др.).

Статьи, доклады, методические рекомендации:

4. 0 формировании подземных вод приморских артезианских бассейнов // Зорьгарование подземных вод артезианских бассейнов, Тез.докл. - Л., Изд.ГО СССР, 1968, с.34-35.

5. 0 некоторых вопросах методики изучения геологии и гидрогеологии шельфа // Сб. науч.тр. / Ленинградский гидрометеорол. ин-т, IS7I, вып.44, с.174-179.

6. 0 методах оценки подземного стока на морских побережьях// Гидродинамика глубинных зон артезианских бассейнов: Матер.меяду-вед. тематич. совещания.- Л., - IS72, с. 128-130 (совместно с А.Н.Павловым).

7. Об оценке величины субмаринной разгрузки подземных вод// Язв. Всесовзн.географ.общ-ва - 1973, т.Ю5, Вып.2 - с.174-179.

8. Об электрометрическом определении параметров субакваль-ной разгрузки У/ Гидрофизические исследования озер. - Л., Наука, 1973 - с. 151-155 i совместно о В.Б. Александровым)..

9. К вопросу об измерений пульсаций температуры при моделировании субаквальной разгрузки подземных вод // кетоду гидрогеологических нсс^даванкй: Сб.няуч.: тр. Леникгр. гидрометеооол. ил-та. - Л., ¿974, е.1£Э-172.Гук.дш. ь ВИНЯЫ 4.04.74 » 635-74 (совместно с И.А.Арбузовым).

10. К вопросу о чубйаршпюй разгрузке тср^гльных подземных вод // Методы гидрогеологических ксслгдоганий; Сб. нэуч.тр. Ленкнгр. гидромстеорол..'кн-íta.—¿974, с.131-140. Рук. деп. в BffiüíTK, 4.04.74 Р е35-74 (со?-;астно с Т.Н.1роьспо!>).

11. bcmpra'ÍS8jU«R]»Z¿¡£n! 'CtffcKi'SSb'KjSC ИСТОЧНИКОВ //• ИеТОДЦ roaporeoscrcoecEsz •ксесоеггг.язй:' сС.кчуч. тр. 'Лкнкиград. гидю-иетеороа. нн-^гй - .5. , .1974, гЛК-Г53. "Рук. доп. .о ВйНШ 4.04.74 & ВЗ->-74.

ТЕ. НакоторЕ,*е 'сспроет -азс^одайстаик ттодзггп-пй: и морских вод я воке: сгльфе // ^еа. доглзд. tío пробл. изуч. и освоения гзельфе.- Л. , азд. ГО СССР, 1974 - с.(¿5-67.

13. Загрязнение прйбреотой чести пальфа к плкжегой зоны // Охрана схруяоЕсгй ергр/ от. езгрязгюти- пр0£2ьга.теккдг.! выбросай;!; Со.неучи» тр. кн-та /ЗЬлснгр. пк-т ксллЕЛОзно-бумах. npos¿. — 1975, сып.З c.-fi3-ea.

14. Опыт nccTpoeinrn геоди::аггичес2ой модели прибрегно?. части гольфа ,в свята с зкепяуатапкей . гидротсаяйчесдих сооружений.// Проблемы инженерной геолпгкк м связи с рационально; испсльзова-кнеи геологической среды! Tea» ЛГИ, 1976, е.; 18-20

(совместно с А.Е.Агарковым и А.НШавловым).

Г5. Исследования активной разгрузки подземных эод в зоне гель^л // Тез.. докл.. ГХ.Всесоюэч. сов. по подземным водам Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск - Петропавловск-Камчатский, 1579, - с. I2I-L22,

15. Оцегпса загрязнения приустьевых, частей аллювиальных потоков в районах морских акваторий // Записки'ЛГИ, Л., 1980, 90 с. (совместно, с А.Й'.Дазлопым, И.А.Ыоисеевым).

17. Характеристика' механического и веиественного состава морских нанссоа. одного из райОноа западной части залива Терпения (о.Сахалин) Ленинград, политехи, ин-т. 1981, - 12 с.(совместно с А.Н..Павловым, Н.У.Табакаевкм).

IB. Подводный карст.и методы, era изучения // Тез.докл. 13 Есесйизи карстово-спелеологического совещания.- 'Л., ВИЗ!ДС,1982, с. 40—41.

19. Оценка ресурсов, подземных.вод;в прибрежной зоне и их охрана // Тез.докл. выездной сессия АН СССР'по проблшам-биосферы. - Клев - Наук, думка, 1982 с.73-74.

20.. Гидрсхюическяепокэзатели субмаринной разгрузки подземных вод и-загрязнение прибрежной зоны // Состояние, перспективы улучшения 'и-, использования морсяой зкологической системы прибрежной:, зоны Крыма.: Тез. докл.- 7 ТЫт1£ научный центр АН СССР - Севастополь, 1983-,. с.90-91.

2Г. Гидрогеологические яссдедовашя а прибрежной зоне моря при изучении, субмаринной' разгрузка 'подземных,- вод. t- Bp. методические рекомендации. — Симферополь, Изд. Мингео УССР, 1984,,-

60 С. • ••';.. ;. : ■

22. Современные'задачи изучения субмаринной разгрузки подземных вод // Тез., докл. ХХУЦ международного, геолог, конгресса, 1984, т.IX, секцжт К - М.: йаука, с.380-389.

23. Особенности формирования подземных вод в западной пасти Равнинного Крыма (на примере бухты Очеретай) // Геолог.гуриал.-1986, * 3 с.101-107 (совместно с В.И.Морозовым, A.B.jfrüntoM, В.П.Павкиным).

24. Режим я баланс подземных вод Байдарекой котловины Крыма // Изучение, прогноз режима и баланса подземных вод территории СССР: сб. науч. .тр. ВД-ГШГШ - М.. 1985, - с.81-84 (совместно

с В.П.Мелешпам, И.И.Байгарович).

25. Субмаринная разгрузяаподземных вод и rasos на северозападном побережье Крыма // дохл. АЯ УССР сер.Б i960 - т.272,

* 3 - с. 23-26 (совместно с А.Б.Тушихом, В.Я.Морозовым).

26. СубмяркнНая разгрузка треюткно-карстовьгх вод него-зал ад-ном Кры>?у // Теолог.. журнал,- 1986 - т.46, * 3 -е. 58-63 (совместно с Т.ШЮрсдагжой).

27. Особенности картографирования карстаприморсхих рейснов // Tea. дом. 1У Всесоюзного карстсво-спелеологического совещания. -1иадюостож. i960 -с.^

28. Изменение состояния акваторииеобласти разгрузки подземных вод // Вопросы гидрагеологическихрасчетов и охраны природных подземных вод: Сб. каучн. ^.Ленинград. гядрометеорол. ин-та. - над. ЛПИ, 2,, 1906, 12 с.

29. выявление активных зон литосферы с вельс организации сейсмсгидрогеэлолгческнх наблюдений J В кн.: Проблемы геологик, гидрогеологии, и геокржолотаи районов интенсивной инженерной нагрузки и охраны окружающей среды. — Киев: hayx. думка, 1985, Часть I - c.II3-II5 {совместно с А.В.1ушикш, Б.0.Екандрием).

30. Карст межгоргьпе котловин юго-западной част* Гордого Крыма // Tes. международного симпозиума спелеологов Тбилиси - Дхалтубо-

Сухуми. 5.12..X.1987. Тбилиси: Иепниереба, 1967, сЛ9-20 (совместно с А.Б.Лустхом, В.П.Мелешхным).

31. Методы исследования а карстовых полостях прибрежной зоны моря /./ Тез. международного симпозиума спелеологоа Тбилиси-Цхалтубо - Сухуми. 5-12;Х.1937, Тбилиси: Мецниереба, 1987, с.46.

32. Методические рекомендации по гидрогеологическому изучении морей и.крупных озер. М., БСЕГЛНГЕС, 1987 - 66 с. (совместно с А.З.Месхетелн, И.С.Зекцерсм, Р.Г.Днауаловым и др.).

33. Гидрогеологические фактора г развитии литодинамических процессов прябреяиой зода.// Инженерная геология.шельфа морей и океанов мира: тез. докл. международного симпозиума^ Тбилиси, '«ецкиереба, 1988, с.ХСО-151.

34. Миграция радионуклидов на морских побережьях // Экспериментальные исследование и прогноз миграция радионуклидов в зоне аэрации и подземных водах: тез. докд. науч..семинара - М., ЗСЕГИНГЕО, 1988, с.38-40.

35. Карст межгоршх котловин Горного Крыма // Проблемы комплексного изучения карста горных стран — Тбилиси: Мецниереба, 1989, с.124-126 (совместно с А.В.^яияом^'.В.П.Иелеамным).. .

36. Методы исследований' а карстовых полостях прибрежной зоны морей // Проблемы комплексного изучения карста горных стран.-Тбилиси: Медаиереба, 1989, - с.233-235. ;.

37. Условия миграции радионуклидов ,а пределах субаквальных ландшафтов // Принципы и методы ландшафтно-геохимичесних исслв-

V V

дований миграции радионуклидов: тез.докл.- Всесоюзного совещания.

- Суздаль 13-17.XI.1989, - П., АН СССР, 1969 - с. 54-55.

„_ _. наотшений

38. Выявление рапретшхп^зогвояппгаескими методами в прибрежной зоне морей // Доклады АН УССР, сер.Б, 1989, № 10,.с.¿8-30 (совместно с' Б.О.Шкандрием, Б.Г.'^гьгояым).

•4439. Диапяры северной «астм Керченского полуострова к прилегавшей акватории Азовского моря У/Доклада АН УССР сер.Б, 1990, * I, с.25-27 (совместно с А.В.ДуЕзяом,Б.0.Щк8лдрием, М.'¿.Герасимовым).

40. Геологическая структуре и геодинамика района Крымской АХ // Геофизический igrpmx, 1990 3, c.3-ii7 Чссвместно

с А.В.Чокунавын, Н.Ы.Гаврклендо. Е.Д.ВЫстоюм и др.).

41. Новые дажше о трязевудктгачесЕОй деятельности -в Тем-рвксхак валяве Аговсжого коря //ДоклгадаАЯ УССР, сер.£, 2991, Э I, с. 6*7-93 (содместио г Н^А-Важьтеро*).

42. Комплекс1фоя»ияа гз«огеофвзическкх нгтодот для оцашш состояния геолэгячеСаоРсйедув -районах равиевеш« народного-зяйствегашх ойьектад / В кк-Гвеяогая: проблемы н рзвакгя. ч. I. Обжиг ща^ешжатоажж^-Ъ^ХСШ'ШЯ'Ег* -1SSI, c.IiS-12S (совместно с А.В.Д^иикои, В.А.Сгфонрзци, B.K.tîcpososuu s др.).

43. Тсолотч1-ЭЕилсгнчесгос Евр>тпроЕйКЕг про&апяенно-городс-кнх агломераций // проблемы Украины: Tes. докл. республнкатскотеДнепропетровск, 22-2%.Xil99ï -^jHB^aMa^R^r'-JÉP-3891 -.-c.Zô-cc.

44. Баодогяческае в^ржето^ ££грявизн^я созрененкых осадков г прибрежной аоне trapôË // Геодого-ахояопгческие проблекы Украины: çes-докл. ресйубх. каучно-технкч. ееикнзра. Днепропетровск 22i2?JLI99I - Днетроаетрозск: ЦГЭ, - Киев, 1991, - с. 71-7£ {совагестнв;^ D.A.î1ojd»hobbm>.

45. Методические рекокендацин по комплексным исследованиям геологической среды (геологс^зхахогичесжав м интенерно-геалогические аспекто)-Сто!^ СССР/ НздЛЪекшгео У|фвя-ны, •• 1991 Сеоцюёмю.-у г ¿¡Щ&пакди^ИЯ .Дввжвенко, -.Б.0. ¡Окандряек н jip.h J