Неблагоприятные экзогенно-динамические процессы и их характеристика

3. Неблагоприятные экзогенно-динамические процессы и их характеристика

Подтопление в пределах города связано в первую очередь с изменением режима Волги. После строительства каскада ГЭС (прежде всего Горьковской ГЭС) уровень воды в реке находится на постоянном высоком уровне, а волжские притоки в своем нижнем (приустьевом) течении находятся в состоянии подпора. В результате этого происходит поднятие уровня стояния грунтовых вод, что в значительной мере затрудняет поверхностный сток на отдельных участках речной долины (например, при выходе водотоков с надпойменной террасы на пойму). Сезонные затопления поймы Волги повлияли на характер ее застройки. Исторически дома строились на возвышенных участках поймы (гривах), тогда как в межгривных понижениях находились сенокосы. Во многих местах заволжской части (например, в Тверицах) такой характер застройки сохранился и по сей день.

Кроме того, процесс подтопления наблюдается в местах существования мелких водотоков (ручьев и мелких рек), в процессе освоения территории засыпанных и заведенных в коллекторы. Зачастую такие участки на карте выглядят как впадающие в Волгу или Которосль ложбины (обычно однорукавные, длиной в несколько сотен метров). Поскольку реконструкция ложбинно-лощинной сети города не проводилась, зачастую здания и сооружения возводились без учета направления стока. Некоторые естественные водотоки оказались перегороженными, что способствовало развитию процесса подтопления и в худшую сторону отразилось на устойчивости самих зданий.

Проявление склоновых процессов также приурочено, в первую очередь, к речным берегам, поскольку вне береговой линии территория города не имеет значительных уклонов.

Оползнеобразование связано со спецификой строения волжских берегов, где водоупорный горизонт находится на уровне уреза воды, что наряду с высоким уровнем стояния грунтовых вод становится решающим фактором в возникновении негативного процесса. Наличие склоновых процессов легко угадывается по эффекту «пьяного леса» и по хорошо заметным конусам выноса. Деревья играют двоякую роль в динамике склонов. При нагрузках (до известного предела) корневые системы выполняют функцию укрепления бровок коренных склонов и обрывов. Однако после того, как за пределами ряда посадок возникают трещины и формируются стенки обрыва или оползания, наличие деревьев на уступе приводит к тому, что грунт передвигается вниз по склону целыми блоками. Склоновые процессы активизируются в весеннее время и связаны в первую очередь с работой текучих талых вод. Проблему усугубляют повышенные, имеющие четкую сезонную направленность (весенне-летний период) нагрузки, связанные со стихийной рекреацией. В период максимального подъема уровня воды в реках на процессы оползнеобразования оказывает влияние и волноприбойная деятельность.

Вытаптывание травяного покрова на склонах культурных набережных Волги и Которосли приводит к усилению интенсивности процессов линейной эрозии, когда вытоптанная тропка служит готовой ячейкой стока талых и дождевых вод. Не лучшим образом сказывается и несовершенство ливневой канализации, из-за чего большая часть стока осуществляется стихийно.

На слабонаклонных поверхностях, лишенных травяного покрова и нарушенных хозяйственной деятельностью (в частности при строительстве), наблюдается значительный плоскостной смыв. Особенно явно проявляется этот негативный процесс в местах высотной застройки, где придомовые пространства («газоны») полностью лишены травянистой растительности, вследствие вытаптывания. Потенциально предрасположенные плоскости смыва также хорошо фиксируются морфодинамическим анализом как «стенки» и «фасы» определенной крутизны, экспозиции и положения на склоне.

Значительные статические (связанные с плотностью застройки) и динамические (связанные с интенсивностью транспортных потоков) нагрузки, наряду с нарушением температурного режима грунтов, вследствие наличия отопительных сетей, ускоряют темпы естественного движения (крипа) территории. Кроме того, утечки из коллекторов и теплосетей, вибрационные и электромагнитные поля способствуют возникновению суф-фозионных процессов.

Для решения обозначенных проблем необходим комплекс инженерно-технических мероприятий, а также меры по сознательному конструированию ландшафтов (табл. 2), которые, к сожалению, до сих пор практически никак не планируются и не реализуются при градостроительном освоении территории

4. Характеристика основных генетических поверхностей территории г. Ярославля Современная пойма Волги и ее притоков

Поверхность поймы в пределах города неоднородна и дифференцируется (по рельефу и условиям существования городского ландшафта) на 3 подтипа (рис. 1.):

основная поверхность пойменных площадок, абс. выс. около 85-90 м., сложена песками желтовато-коричневыми, серыми, желтовато-серыми средней плотности, водонасыщенными;

гривы пойм, абс. выс. около 95-97,5 м., староосвоенные, с культурным слоем и отложениями супеси серой, голубовато-серой, желтовато-серой пластичной;

межгривные понижения абс. выс. около 82,5-85 м., сложенные суглинками желтовато-коричневыми, серыми и темно-серыми с прослоями пылеватых песков, торфами низинными и верховыми буровато-коричневыми и темно-коричневыми, водонасыщенными.

Рис. 1. Фрагмент поймы реки Волги с гривами и межгривными понижениями

Уклоны основной поверхности поймы небольшие - не превышают 0,5 °; уклоны поверхности возрастают на гривах.

Современная пойма Волги и ее притоков даже в пределах старозаселенных участков города, прошедших разные стадии градостроительного освоения, является наиболее «живой» (в геологическом смысле) поверхностью. Основное неблагоприятное воздействие на территорию связано с подтоплением. Также дестабилизирующим фактором выступает недельное колебание уровня воды Волги, связанное с режимом работы на Рыбинской и Горьковской ГЭС.

Первая озерно-аллювиальная терраса Волги и ее притоков В пределах первой надпойменной террасы отчетливо могут быть дифференцированы три подтипа поверхностей,

различающихся пластикой рельефа и литологией выстилающих грунтов (рис. 2.):

основная поверхность террасовой площадки абс. выс. около 90-95 м., сложенная грунтами культурного слоя, а также супесью серой, голубовато-серой, желтовато-серой пластичной;

 "дюны" - взбугренные поверхности абс. выс. около 95-97,5 м., сложенные песками и супесями навеянными средне-и крупнозернистыми;

 "западины" - обширные депрессии террас абс. выс. около 85-87,5 м., выполненные торфами низинными и верховыми буровато-коричневыми и темно-коричневыми слаборазложившимися.

Основная поверхность также очень слабонаклонная - уклоны не превышают 1°.

Первая надпойменная терраса Волги и ее притоков, так же как и пойма, относится к площадкам древнейшего и раннего освоения и прошла несколько этапов использования (старый город, ремесленный посад, частная усадебная застройка). Часть территории до сих пор находится в зоне слабого инженерного обустройства (Красноперекопский район и прибрежные части Фрунзенского района).

Особенностью этой террасовой поверхности является то обстоятельство, что в своей тыловой части по всему протяжению волжской долины терраса является зоной разгрузки слабовыраженных ложбин и лощин вышележащей ступени рельефа, что особенно отчетливо выражено в строении заволжской части города. В этой связи можно предположить, что большая часть «дневных» русел этих водотоков была засыпана в ходе многовекового освоения, что, безусловно, ухудшило местные условия дренажа.

Рис. 2. Фрагмент первой и второй надпойменных террас

Вторая озерно-аллювиальная терраса Волги и ее притоков

В результате хозяйственного освоения территории рельеф данной зоны сильно изменен в направлении практически полного выравнивания. Тем не менее в пределах поверхности могут быть выделены следующие подтипы:

основная поверхность террасовой площадки абс. выс. около 95-105 м., выполненная супесями желтовато-коричневыми, подстилаемыми, суглинками бурыми и серовато-коричневыми (занимает центральную часть города);

одиночные и групповые холмы абс. выс. около 105 м. из песков пылева-тых и мелких, желтовато-коричневых и серых, водонасыщенных (в основном в заволжской части города на территории Яковлевского, Смоленского и Тверицко-го боров);

"западины" - полусточные, сложной формы, абс. выс. около 90 м., выровненные культурным горизонтом (насыпным или намывным грунтом);

прилощинные поверхности с намытым и окультуренным почвогрунтом.

В пределах практически всей террасы верхние горизонты почвогрунтов подвергались неоднократной педотурбации и планации, вследствие этого унаследованный рельеф реконструируется недостаточно отчетливо.

Третья надпойменная озерно-аллювиальная и водно-ледниковая терраса Волги

Генезис данной поверхности связан как с режимом длительного стояния Яро-славско-Костромского послеледникового озера, так и с вполне очевидным воздействием водно-ледниковых потоков последнего оледенения. С последним обстоятельством связано наличие на основной поверхности террасы вытянутых вдоль по долине пра-Волги длинных узких гряд, возвышающихся над основным уровнем на 7.5-12.5 м. Третья надпойменная терраса является поверхностью, к которой привязаны верхние (тыловые) стороны элементарных ячеек стока. Последние, объединяясь в пределах террасы, образуют верхние части небольших речных бассейнов, тальвеги которых разгружаются на нижележащие террасы и современную пойму Волги и ее притоков.

Поверхность третьей террасы может быть дифференцирована на следующие подтипы, различающиеся по условиям стока, литологии грунтов и направленностью современных экзогенно-динамических процессов (рис. 3.):

плато - основная поверхность террасы абс. выс. около 105-125 м., сложена покровными суглинками желтовато-коричневыми пластичными, полутвердыми;

останцы в виде "наложенных" холмов и гряд абс. выс. около 127,5-130 м. схожего литологического состава;

ячейки стока с развитой многовершинной структурой, выполненные глинами ленточными, коричневыми и различных оттенков, полутвердыми, местами тугопластичными и твердыми, с частыми прослоями пылеватых песков, массивными, интенсивно трещиноватыми; в пределах данного подтипа местами хорошо выражены каркасные элементы мезорельефа - гребни склонов (местные водоразделы, дробящие между собой мелкие ячейки стока), фасы (отдельные склоны, параллельные общему уступу террасы).

Рис. 3. Третья надпойменная озерно-аллювиальная терраса Волги с разветвленными ячейками стока и частично сохранившимися холмами

Так же, как и предыдущие поверхности, терраса прошла длительный путь градостроительного освоения, в связи с чем ее мезо- и микрорельеф претерпел значительные изменения. К экзо-динамическим процессам, осложняю-щимградостроительную ситуацию в зоне второй надпойменной террасы, следует отнести подтопление, вызванное выравниванием и без того плоской природной основы рельефа, отсутствием ливневки на большей части поверхности и нарушением дренажа в ходе застройки, а также значительными объемами разгрузки поверхностных и грунтовых вод с вышележащих моренных массивов и равнин.

Холмисто-грядовая морена напора (южное крестовское поднятие)

Господствующий над городом южный куполовидный массив является, судя по всему, типичной мореной напора с чертами отторженца, что выражается в сложном многослойном строении самого массива и большом количестве включений в его тело грунтов дочетвертичной эпохи. С виду массив представляет собой купол - обширную возвышенность с выраженными достаточно крутыми склонами, сводовая часть которого разбита на отдельные холмы округлой формы, хаотично наложенные на «купол». Вдоль по простиранию купола хорошо читается гребень - местный водораздел.

В пределах поднятия расположены основные территории Фрунзенского района и часть Красноперекопского (вся Суздалка и Нефтестрой), здесь же находится и промзона НПЗ. Массив простирается на значительное расстояние и за пределы южной границы города.

Поверхность массива дифференцируется на отдельные пластические элементы, которые могут быть типизированы следующим образом (рис. 4):

 площадки привершинных поверхностей,

 своды и субвершины, сложенные планомерно и беспорядочно отсыпанными сухим способом естественными грунтами: суглинками, супесями, песками, а также строительным и бытовом мусором, S ячейки стока сильноразветвлен-ные, выстланные песками серовато-коричневыми, желтовато-серыми, водо-насыщенными, плотными, пылевато-мелкими и средней крупности,

 рассеивающие вдольгребневые "отроги" - местные водоразделы, составляющие каркас массива.

Абсолютные высоты достигают 185 м. Крутизна склонов непостоянная, средние уклоны около 1,5 градусов.

В отличие от предыдущих поверхностей морена напора осваивалась в основном уже в послевоенное время как площадка для возведения новых жилых районов, а также как территория активного и масштабного промышленного строительства. С этим связаны способы освоения -значительный объем перемещенных земляных масс, практически повсеместная планация, сопровождавшаяся срывом небольших превышений и погребением под привлеченным грунтом верхних звеньев гидрографической сети - ложбин и лощин. Тем не менее, местами массив сохранил значительные уклоны, а большая часть склонов купола имеет протяженность, приводящую к высокой экзогенно-динамической активности.

Рис. 4. Морена напора с привершинными поверхностями и субвершинами, с разветвленной ложбинно-лощинной сетью

Моренно-водно-ледниковая равнина (плато)

Поверхность сложного генезиса, связанная с перемывом поверхностных слоев донно-моренной равнины транзитными водами последующего оледенения, не покрывавшего непосредственно территорию города.

На данной поверхности расположена большая часть Северного жилого района, а также пос. Норское и окраинные, прилегающие к городу земли Ярославского МО. Морфологически территория представляет собой «почти равнину» с небольшим подъемом к центральной (северо-западной - в ориентировке города) части. Средние уклоны крайне невелики. К долине Волги равнина подходит как единая поверхность, фестончатый уступ которой нарушается «втянутыми» долинами мелких притоков и овражно-балочной сетью, связанной, по-видимому, с антропогенным освоением последних веков.

Плато весьма слабо дифференцируется по пластике рельефа. Можно выделить:

 площадки привершинных поверхностей,

 одиночные вдолькилевые ячейки стока,

 ровные и очень пологие фасы, параллельные основному протяжению уступа, разделенные (но очень неявно в рельефе) отдельными вдольгребневыми элементами.

Абсолютные высоты 125-130 м. Средние уклоны незначительны - 0,15-0,20 градуса.

Территория осваивалась в основном уже в послевоенное время как застройка земель, прошедших сельскохозяйственную стадию использования. Основная специфика связана с двучленным строением грунтовой толщи - залеганием водно-ледниковых покровных супесчаных отложений на цоколе из моренных суглинков и глин.

Равнина основной морены Захватывает в основном буферные к городу территории Ярославского МО. На равнину основной морены попадают лишь самые восточные части жилого массива пос. Резинотехники - Сергейце-во. Сама поверхность разделена на два почти правильной формы слабо выраженных в рельефе плосковершинных купола с очень постепенным подъемом к срединной центральной части отложений - в основном суглинков, переходящих в глины с гравием, галькой и включениями валунного материала. В пределах массива заложены верховые части ложбинно-лощинной сети, разгружающейся на плоскости нижележащих верхних террас долины Волги.

Максимальная высота около 140 м. Средние уклоны порядка 0.5 градуса.

В пределах генетической поверхности можно выделить элементы (рис. 5):

 площадки привершинных поверхностей,

 одиночные и слаборазветвленные вдолькилевые ячейки стока,

ровные и пологие фасы,

 субвершины,

 останцы - фрагменты моренных отложений в пределах третьей волжской террасы.

Основными экзогенно-динамическими проблемами можно считать типичные для моренных поверхностей процессы подтопления, связанные с застоем атмосферных осадков, а также проблемы плоскостного смыва на нарушенных в результате хозяйственной деятельности землях.

Рис. 5. Пологая поверхность основной морены с одиночными и слаборазветвленными ложбинами стока

Таблица 2

Неблагоприятные экзогенно-динамические процессы на территории города и средства, направленные на улучшение состояния среды

Типы генетических геоморфологических поверхностей	Неблагоприятные проявления экзоген-но-динамических процессов, осложняющие условия освоения и градостроительства	Основные средства реабилитации
Первая аллювиальная терраса Волги и притоков	Склоновые процессы (оползни, осыпи, суффозия, медленный крип) Подтопление Линейная эрозия Плоскостной смыв	Регулирование размеров и сроков весенней сработки уровня Горьковской ГЭС с учетом интересов градостроительства в населенных пунктах верхнего бьефа Подсыпка уровня массива которосльной поймы до значений, препятствующих ежегодному затоплению паводком, выявление локализации погребенных русел, старых участков ливневки и канализационных стоков для установки фильтров, канализирования и очистки стоков, устранение утечек из коллекторов
		Сохранение исторического характера планировки на современном этапе градостроительного освоения волжской поймы в районе отчетливого чередования грив и межгривных понижений, выполнение для таких участки специальных ландшафтно-мелиоративных проектов, сопутствующих проектам детальной планировки вновь строящихся кварталов или отдельных объектов, планирование и обустройство мест рекреации с целью реабилитации нарушенного ландшафта и дозирования рекреационной нагрузки Строгое соблюдение правил освоения водоохранной зоны, в особенности недопущение застройки капитальным сооружениями прибрежной ее полосы.
Вторая озерно-аллювиальная терраса Волги и ее притоков	Склоновые процессы (оползни, осыпи, медленный крип) Линейная эрозия Подтопление и заболачивание	Реконструкция исторической набережной реки Волги в пределах старого города Наведение порядка в водоохранных зонах (для начала -проектирование таких зон) вдоль русел самых малых притоков Волги и Которосли Реализация сложного комплекса исследования и работ по стабилизации морфолитогенной основы старого города Упорядочение подземного стока путем организации подземных глубоких дренажей вдоль русел погребенных рек Сохранение щадящего исторического характера нагрузки в ходе реконструкции старых кварталов за счет соблюдения норм плотности и выполнения ландшафтных проектов, сопровождающих ПДП квартала.
Третья озерно-ледниковая и аллювиальная надпойменная терраса Волги	Подтопление	Инженерно-технические мероприятия по созданию целесообразной дренажной системы
Холмисто-грядовая морена напора (южное кре-стовское поднятие)	Плоскостной смыв Линейная эрозия Локальное подтопление Медленный крип	Реабилитация дренажной сети Реконструкция придомовых пространства с залужением всех свободных «окон» грунта Прокладка боковых дрен открытого типа вдоль наиболее проблемных тальвегов Реконструкция и укрепление отбойных стен и прибровоч-ных частей искусственных террас.
Моренно-водно-ледниковая равнина (плато)	Подтопление Местная линейная эрозия Плоскостной смыв	В первую очередь решение водоотведения с заболоченных и подтопленных территорий посредством дренажа. Усовершенствование системы ливневой канализации
Равнина основной морены	Подтопление Плоскостной смыв	Решение проблемы водоотведения с заболоченных и подтопленных территорий посредством дренажа. Усовершенствование системы ливневой канализации

Таким образом, метод морфодина-мического анализа позволяет производить детальный анализ рельефа на уровне элементарных поверхностей. Применение метода возможно как на стадии предпроектной подготовки территории, так и при реконструкции уже существующей застройки. С учетом данных об интенсивности воздействия (статическими и динамическими нагрузками) на территорию возможно также проведение зонирования поверхностей по степени устойчивости, что в градостроительстве рассматривается как одно из свойств, определяющих степень благоприятности для строительства [4]. Также метод морфодинамического анализа позволяет прогнозировать развитие экзогенных процессов.

Список литературы

1. Горохов В.А., Лунц Л.Б., Расторгуев О.С. Инженерное благоустройство городских территорий. М.: Стройиздат, 1985. С.389.

2. Ласточкин А.Н. Системно-морфологическое основание наук о Земле (геотопология, структурная география и общая теория геосистем). СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 2002.С. 762 .

3. Степанов И. Н., Лошакова Н. А., Саталкин А. И., Андронова М. И. Составление почвенных карт с использованием системного картографического метода — пластики рельефа // Метод пластики рельефа в тематическом картографировании. Пущино: Изд-во Научный центр биологических исследований АН СССР, 1987. С. 7-22.

4. Лихачева Э.А., Бахирева Л.В., Станковянски М., Урбанек Я. Оценка городской морфолитосистемы (на примере Москвы и Братиславы) // Геоморфология. 1991. № 1. С. 30-42.