Содержание к диссертации
СОДЕРЖАНИЕ ВЕДЕНИЕЦель и задачи работы
ГЛАВА 1. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ, ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1.1. История исследования овражной эрозии в России
1.2. Основные положения и определения а) Овраги и балки б) Города и населенные пункты
ГЛАВА 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОВРАГОВ НА ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ФОРМИРОВАНИЕ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
2.1. Распространение оврагов на Европейской территории России
2.2. Формирование городской территории под воздействием овражнобалочных систем
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ФАКТОРЫ ОВРАГООБРАЗОВАНИЯ И ИХ СПЕЦИФИКА В ГОРОДЕ
3.1. Общие положения
3.2. Рельеф как фактор овражной эрозии и специфика его проявления в городах
3.3. Гидроклиматические факторы
3.4. Геологические факторы
3.5. Экзодинамические процессы
3.6. Антропогенные факторы
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ОВРАЖНО-БАЛОЧНЫХ СИСТЕМ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
4.1. Общие положения
4.2. Овражная эрозия в населенных пунктах, подчиненных рельефу
4.3. Овражная эрозия в населенных пунктах соподчиненного типа
4.4. Овражная эрозия в населенных пунктах подчиняющего типа
4.4. Овражная эрозия в населенных пунктах подавляющих рельеф
4.6. Выводы
ГЛАВА 5. ОПАСНОСТЬ ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОВРАЖНО-БАЛОЧНЫХ СИСТЕМ В НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТАХ
5.1. Общие положения
5.2. Разрушение оврагами земель населенных пунктов
5.2 Опасные экзодинамические процессы, сопутствующие развитию овражности в населенных пунктах
5.3 Экологическое состояние овражно-балочных систем
5.4. Выводы
Введение к работе
Овраги всегда вызывали интерес у людей - они были и защитниками, и врагами, в них устраивались поселения, и они же их разрушали. На протяжении многих веков человек использовал естественные овраги и боролся с образовавшимися в результате его же деятельности. Рост населения приводил к освоению все больших территорий, которые использовались в основном для сельскохозяйственных нужд. Увеличение пахотных земель и интенсификация сельского хозяйства привели к мало контролируемому росту оврагов. К
80-м годам XX века на территории СССР насчитывалось уже более двух миллионов единиц оврагов [Рожков, 1981], причем в некоторых районах страны они поражали до 10-17% от общ,ей площади земельных угодий. Такое развитие овражной эрозии вызвало необходимость изучение процессов оврагообразования. Основное внимание было сосредоточено на изучении оврал<:- ности в сельскохозяйственных районах, где овраги наносят наибольший урон, выводя земли из хозяйственного оборота. Овраги, приуроченные к городам или населенным пунктам других типов, вызывали интерес лишь тогда, когда их развитие сопровождалось катастрофическими (или наносящими значительный экономический ущерб) событиями, или они создавали проблемы при градостроительном освоении новых территорий. Например, в Волгограде овраги, до их частичной засыпки, занимали 23% городской площади.
Скорость их роста достигала 7-8 м/год, что в 2 раза больше по сравнению с пригородом, где она оценивалась в 3-4 м/год [Дьяченко, 2005]. В Новосибирске площадь городских оврагов составляет 10% городской территории. Скорость их роста - 2-5 м/год; они ежегодно увеличивают не пригодную под использование площадь в среднем на 250 га. В Томске и Киеве на 1961 г, было зарегистрировано по 50 крупных оврагов. Если в крупных городах площадь оврагов составляет 10-30% от городской площади, то в малых населенных пунктах эта цифра может достигать 50-60% — собственно населенный пункт представляет собой одну-две улицы расположенные по бортам оврага или балки. Для таких поселений активизация роста прилегающего оврага или возникновение новых отвершков могут иметь катастрофические последствия.
"... рельеф города — прежде всего историко-генетическое образование, с присущими ему природными свойствами и ресурсами; комплексом соврелшнных геоморфологических процессов: русловых, склоновой денудации и аккумуляции, овраэ/сно-балочной эрозии и другга" [Лихачева и др., 1997, с. 94].
Рельеф местности и, в частности, овражно-балочные системы оказывает большое влияние на населенные пункты - их планировку, характер застройки, коммуникации и т.д. С другой стороны, рост населенного пункта и увеличение технических и экономических возможностей приводит к целенаправленной трансформации рельефа с целью наиболее рационального его использования.
Рост и развитие населенных пунктов, их превращение в города, имеют глубокие исторические корни - первоначально торговые, транспортные и оборонительные потребности заставляли людей основывать поселения на берегах рек. Первые поселения располагались и строились, подчиняясь рельефу территории, на которой они располагались. С течением времени поселение превращалось в город, увеличивалась численность городских жителей.
Горожане уже могли позволить себе преобразовывать рельеф в соответствии со своими потребностями и возможностями, определяемыми техническим прогрессом. Вместе с тем рост городских территорий приводил к все большему конфликту города с рельефом, поскольку оставался зависимым от инженерно-геологических и геоморфологических процессов протекающих на его территории и в непосредственной близости от него. Первоначально используемая в виде естественных границ и рубежей обороны гидрографическая сеть с ростом города все более подчинялась ему - засыпались овраги, начала использоваться территория балочных днищ; произошло перераспределение стока с малых водосборов, исчезли малые реки, стал регулироваться сток больших рек, изменились гидрогеологические условия. От оврагов, балок и малых рек остаются лишь названия улиц, когда-то располагавшихся вдоль них или их наследовавших.
XX век характеризовался бурным ростом городов в связи с развитием промышленности, требовавшей все больших территорий и увеличения городской площади, необходимой для создания соответствуюпдей инфраструктуры. Конфликт "город - рельеф" переходит на новый уровень: с одной стороны увеличивается разнообразие строительной техники и ее мош,ность, что позволяет в значительной степени преобразовывать рельеф, с другой - этот процесс приводит к резкой активизации эрозионных процессов в пределах города, особенно на первых этапах освоения территории. Вместе с ростом городов видоизменялись и сельские поселения. Существуя в относительном согласии с особенностями рельефа, на территории современных сел и деревень изменяется коэффициент стока, происходит его перераспределение, при этом образуются новые рубежи стока, дополнительные источники поступления воды и т.д., которые порождают опасные эрозионные и другие экзодинамические процессы.
Актуальность работы. Воздействие оврагов на населенные пункты, спровоцированное нерациональным использованием овражно-балочных систем, или недооценкой потенциала их роста сказывается в сокращении полезной площади, опасности разрушения объектов и коммуникаций, приводит к общему ухудшению экологической обстановки, т.к. овраги и балки становятся аккумуляторами различных загрязняющих веществ.
Роль и значение оврагов менялась на протяжении веков. С развитием сельского хозяйства (увеличения посевных площадей), ростом городов, развитием транспортной инфраструктуры овраги превратились в непримиримого врага — развитие городов влечет за собой сокращение пригодных земель и создает проблему изыскания новых, дополнительных земельных ресурсов для городского строительства. Овражная эрозия наряду с другими опасными природными и техногенными процессами ухудшает экологическое состояние в пределах городских территорий. В «Государственном докладе о состоянии окружающей среды РФ в 1998 г.» (Часть VII «Экологическое состояние урбанизированных территорий») говорится, что "... существенно обострились экологические проблемы урбанизированных территорий, связанные с проявлением опасных природных и техногенных процессов, которым подвержены практически все города. К таким процессам относятся: наводнения (746
городов), оползни и обвалы (725), землетрясения (103), лавины и сели (14), овражная эрозия (442), карст (301), суффозия (958), просадка лессовых пород (563). За последние 15 лет суммарная площадь развития этих процессов в пределах урбанизированных территорий увеличилась на 50-60%. Это произошло во многом из-за практически полного прекращения в 90-е годы профилактических работ по предупреж:дению развития опасных процессов методами инэюенерной защиты в болыиинстве городов России" [Госдоклад .,., 1998, с. 448].
Овраги обычно рассматриваются как объекты, постоянно создающие трудности для развития городской инфраструктуры. Однако к овражнобалочным системам в пределах населенных пунктов и оврагообразовательным процессам в них нельзя относиться как однозначно опасным. В оврагах и балках в городских условиях сохраняется естественная растительность и они могут использоваться как рекреационные зоны. Овражно-балочные системы обеспечивают в зависимости от розы ветров вентиляцию городской территории и изменяют микроклимат в прилегающих к ним кварталах, являются естественными дренажными системами. Овражно-балочная сеть — потенциальный резерв земель под строительство и создания транспортных артерий в городах.
Вместе с тем, имеются негативные тенденции при освоении городских оврагов и балок. Они связаны с недостаточным учетом возможности образования и развития новых и активизации старых оврагов, появления по их бортам новых отвершков и развития опасных склоновых процессов (оползней, обвалов и т.д.), причем это чаще всего связано с отсутствием научно-обоснованных рекомендаций по использованию овражно-балочных систем в городах. Таким образом, актуальность работы определяется недостаточной изученностью условий и специфики развития овражной эрозии как опасного явления в городах И соотношением между развитием населенных пунктов и существующими овражно-балочными системами.
Цель и задачи работы Основная цель диссертации — выявление связи структуры и характера развития населенных пунктов (от деревень до мегаполисов) с морфологией и динамикой овражно-балочных систем, на которых или в пределах которьгх они располагаются, определение факторов и закономерностей их формирования, разработка путей использования овражно-балочных систем и предотвращения развития овражной эрозии.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) установлены в историческом аспекте пространственно-временные закономерности изменения городской территории в зависимости от развития овражно-балочной сети и её трансформации в связи с ростом населенных пунктов;
2) выявлены основные факторы образования и развития оврагов в городах;
3) выявлены основные факторы влияния овражно-балочных систем на структуру и функционирование населенных пунктов;
4) определены основные опасные экзодинамические процессы, сопутствующие развитию овражности в населенных пунктах;
5) выявлены основные факторы влияния городской инфраструктуры на экологическое состояние овражно-балочных систем.
Материалы, используемые в работе, и объекты исследования Работа написана по результатам обобщения натурных исследований овражно-балочных систем в населенных пунктах разного типа с 1995 по 2008 гг.
в пределах Европейской части РФ, выполненных в научно-исследователь-ской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева МГУ, обработки обширного картографического материала, и охватывающего период до 1000 лет и современных космических снимков, а также литературных и архивных источников по археологии, истории градостроительства и т.д.
Собственные исследования автора включали:
1) натурные наблюдения за развитием оврагов в населенных пунктах разного типа в различных природных зонах;
2) полевые обследования овражно-балочных систем в городах (Москва, Елабуга, Курск, Нижний Новгород, Смоленск, Россошь) и малых населенных пунктах;
3) мониторинговые наблюдения за развитием овражно-балочных систем в гг. Брянске (балки Верхний и Нижний Судки - 2001, 2002, 2005 гг.) и Москве (район Крылатское 2004-2008 гг.);
4) компьютерная обработка карт различных лет съемки и космических снимков.
Научная новизна работы
1) Установлена взаимосвязь между выбором места заложения и дальнейшего развития населенного пункта и структурой овражно-балочных систем.
2) Впервые прослежено изменение застройки и инфраструктуры населенных пунктов на разных этапах своего развития в зависимости от развития оврагов.
3) Показано, что развитие любого населенного пункта связано с особенностями формирования и развития овражно-балочной сети.
4) Впервые выполнена классификация населенных пунктов по их положению на овражных и балочных водосборах и зависимости от развития овражно-балочных систем.
5) Установлено влияние основных факторов оврагообразования на развитие овражной эрозии в пределах населенных пунктов различного типа и их трансформация под влиянием изменений на селитебной территории.
Основные защищаемые положения
1) Размещение, структура и развитие населенных пунктов находится в зависимости от густоты и плотности овражно-балочных систем, причем в историческом аспекте менялось отношение к овражно-балочным системам и их роли в развитии городской инфраструктуры.
2) Между процессами формирования овражно-балочных систем и развитием населенных пунктов существует саморегулирующаяся взаимосвязь, степень и направленность воздействия которой определяется размерами населенного пункта и характеристиками оврагов и балок. По степени и характеру соотношения с овражно-балочными системами все поселения можно разделить на четыре типа, которые могут составить следующие друг за другом стадии по мере роста города и развития техники: I) подчиненные, II) соподчиненные, III) подчиняющие, IV) подавляющие.
3) Овражная эрозия в зависимости от площади населенного пункта и типа соотношения овражно-балочными системами и населенными пунктами протекает либо в соответствии с зональными условиями (I-II типы), либо на зональные особенности накладываются факторы, привносимые крупными городами (III-IV типы).
4) Развитие овралшо-балочных систем в населенных пунктах сопровождается опасными экзодинамическими процессами различного масштаба и скорости развития, что необходимо учитывать при проведении противоэрозионных мероприятий или использовании оврагов и балок.
5) В каждой из природных зон овражная эрозия имеет свою специфику, которая проявляется и во взаимодействии процессов развития населенных пунктов со всеми основными факторами оврагообразования.
6) Одной из причин ухудшения экологической обстановки в населенных пунктах со сложным рельефом является нерациональное использование овражно-балочных систем, как наиболее быстро реагирующих на внешнее воздействие. Город и овражно-балочные системы могут представлять собой единый природно-архитектурный комплекс.
Практическое значение работы Использование полученных результатов на этапе проектирования застройки территории населенных пунктов позволяет учитывать влияние морфологии и динамики овражно-балочных систем на эксплуатационные характеристики застраиваемой территории. При этом сокращаются расходы на проектирование и строительство противоэрозионных сооружений и мероприятий.
Полученные результаты работы позволят решить вопрос о характере использования овражно-балочных систем — застройке, создании рекреационных зон, прокладке коммуникаций, либо осуществление противоэрозионных мероприятий.
Апробация Основные результаты исследований, положенных в основу диссертации, использовались в градостроительной практике в гг. Брянске, Набережных Челнах, Елабуге, Москве, докладывались на пленарных межвузовских координационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2003, Чебоксары, 2006, Новочеркасск, 2007), XXIX Пленуме Геоморфологической Комиссии РАН (Ижевск, 2006) и представлены в 28 публикациях.
Объем и структура работы Работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Общий объем работы 196 страниц, включая 127 страниц текста, список литературы из 169 наименований, 10 таблиц и 69 рисунков.
