CC BY
39
УДК 551.438.5
ОПЫТ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОМ РЕКОНСТРУКЦИИ ЛИКВИДИРОВАННОЙ ЭРОЗИОННОЙ СЕТИ БАССЕЙНОВ МАЛЫХ РЕК ВОЛГОГРАДСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ
© 2013 г. В.А. Брылёв, К.К. Крюков
Брътев Виктор Андреевич - доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой физической географии и геоэкологии, Волгоградский государственный социально-педагогический университет, пр. Ленина, 27, г. Волгоград, 400027, e-mail: [email protected].
Крюков Константин Константинович - аспирант, лаборант, кафедра физической географии и геоэкологии, Волгоградский государственный социально-педагогический университет, пр. Ленина, 27, г. Волгоград, 400027, e-mail: [email protected].
Brilev Viktor Andreevich - Doctor of Geographical Science, Professor, Head of Department of Physical Geography and Geology, Volgograd State Social and Pedagogical University, Lenin St., 27, Volgograd, Russia, 400027, email: [email protected].
Kruykow Konstantin Konstantinovich - Post-Graduate Student, Assistant, Department of Physical Geography and Geology, Volgograd State Social and Pedagogical University, Lenin St., 27, Volgograd, Russia, 400027, e-mail: [email protected].
Приводятся результаты геоморфологической реконструкции рисунка эрозионной сети г. Сталинграда-Волгограда на начало 40-х гг. XX в. Восстановлена структура эрозионной сети и определены морфометрические особенности ликвидированных эрозионных форм. Установлены масштабы техноморфогенеза в бассейнах малых рек. Проведен качественный анализ характера трансформации рельефа для каждого восстановленного эрозионного элемента. Результатом работы являются картосхемы, отражающие специфику техноморфогенеза на данной территории. Их анализ позволяет выявить участки с высокой степенью проявления опосредованных геологических процессов.
Ключевые слова: эрозионные формы, бассейны малых рек, техноморфогенез, антропогенная трансформация рельефа, Волгоградская агломерация.
Presents the results of geomorphic reconstruction drawing erosion network of the city of Stalingrad-Volgograd at the beginning of the 40-ies XX century. Retrieved structure of the erosion of the network identified and morphometric features of the liquidated forms of erosion. Set the scale of techno morphogenesis in the basins of small rivers. Conducted a qualitative analysis of the nature of the transformation of the relief for each of the restored erosion of the element. The result of the work are map-scheme reflect the specifics of techno morphogenesis on this territory. Their analysis allows us to identify areas with a high degree of manifestation of indirect geological processes.
Keywords: erosion form, basins of small rivers, techno morphogenesis, anthropogenic transformation of the terrain, Volgograd Agglomeration.
Проблема техногенного морфогенеза впервые была рассмотрена на примере Москвы геологом Ф.В. Котловым в 70-х гг. XX в. [1]. Это послужило импульсом для изучения антропогенного морфогенеза сначала Волгограда, а затем и Волгоградской агломерации по состоянию на 40-е и 80-е гг. Занимая площадь более 1000 кв. км, она расположена в трех геоморфологических районах: южной оконечности Приволжской возвышенности, западной части Прикаспийской низменности и начала Волго-Ахтубинской поймы.
Степень и характер антропогенного воздействия на отмеченные составные части изучаемого региона различны. Это и две войны, и индустриализация, сформировавшие за последние сто лет природно-тех-ногенный комплекс, изменивший все компоненты урбосферы. Среди них наряду с водно-атмосферными компонентами важнейшим системообразующим фактором является литогенный - геолого-геоморфологический. Проблема антропогенного техноморфогенеза на изучаемой территории исследовалась волгоградскими геоморфологами со второй половины 70-х гг. Первые публикации по этой проблеме появились в
1976-1977 гг. [2, 3]. В те годы в Волгограде происходило «наступление» на овраги и балки. На Волге работал земснаряд, от которого пульпа поступала в эрозионные системы. Таким образом, были замыты овраги и балки в центральной части Волгограда в пределах нижнехвалынской террасы; в бассейнах рек Мокрая и Сухая Мечетки; в долинах рек Царицы и Ель-шанки (рис. 1) [2, 3].
Через некоторое время обнаружились негативные последствия такой нивелировки территории. Они выразились в слабых опосредованных процессах, а именно в самоподтоплении, разупрочнении грунтов, заболачивании. Территории засыпанных оврагов и балок стали надолго непригодными для капитальной застройки. Они располагаются в городских кварталах в виде пустырей, поросших тростником, камышом, рогозом, выступающих индикаторами неглубокого залегания грунтовых вод.
Важным показателем изменения рельефа территории является коэффициент эрозионного расчленения. По данным В.А. Брылева [2], с 30-х гг. он снизился по всей территории г. Волгограда с 1,57 до 0,87 км/км2, модуль дренированности - с 38,08 до 20,01.
Рис. 1. Схема изменения расчлененности рельефа Волгоградской агломерации (по В.А. Брылеву [2])
Был случай антропогенного инспирированного селя. Его причина - пульпа, заполнявшая довольно интенсивными темпами левобережные овраги реки Царицы. Перепад высот на этом склоне достигает 70-80 м на расстоянии 2-3 км. В июне 1971 г. в ночь на субботу часть неуплотненной пульпы вылилась на территорию так называемого Ангарского поселка. Возникли инженерно-геологические и геоморфологические проблемы.
В публикациях [4 - 7] изложены основные причины возникновения непрогнозируемых ситуаций, а производственники выработали рекомендации по уменьшению негативного влияния на деградацию геосреды. Надо отметить, что не только наш регион (но также Москва, Саратов, Киев, Ростов-на-Дону и
др.) накопил большой опыт освоения склоновых эродированных территорий [4, 5, 8]. Но тут страна подошла к «лихим» 90-м гг., и в условиях недофинансирования или полного закрытия изысканий прекратились многие ранее запланированные работы, отменялись комплексные схемы освоения разнородных по геоморфологическому устройству регионов. Однако накопленный фактический материал и практические рекомендации были опубликованы в ряде работ московских НИИ и университетов. В работе Э.А. Лихачевой с соавторами дано монографическое описание геоэкологических проблем столицы [4]. В Московском государственном университете проблемой эволюции овражно-балочных систем в городах центральной части Европейской России занимались С.Н. Ковалев с соавторами [5]. Возобновились аналогичные исследования и в Волгограде, результаты которых мы приводим ниже.
История освоения данной территории начинается с бассейна р. Царицы, устьевая часть которой стала отправной точкой для развития современной агломерации. При этом в формировании антропогенного рельефа г. Царицына можно выделить этапы: 1589 -середина XIX в. (город-крепость); вторая половина XIX - начало XX в. (город-промышленный центр); 30 -50-е гг. XX в. (предвоенный и послевоенный Сталинград - появление многоэтажных зданий); 60-е гг. -ныне (увеличение площади и этажности, масштабное изменение рельефа). Менялись возможности и функции города, и вместе с тем изменялся характер и масштабы его воздействия на рельеф.
Волгоград в современных границах располагается на восточных склонах Приволжской возвышенности, охватывая водоразделы балок и малых рек, а также на абразионно-аккумулятивной Хвалынской равнине, появляющейся в южной части территории в виде узкой террасы вдоль правого берега Волги. Ширина полосы, занятой городской застройкой, колеблется от 3 до 10 км, при этом протяженность к северу - от р. Царицы около 30 км, площадь этой части города -около 200 км2, а южной части - 40 км. Максимальные отметки поверхности, составляющие 120 - 152 м, находятся в западной части Волгограда (Дзержинский и Советский районы). Глубина расчлененности рельефа здесь достигает 130 - 160 м, поскольку базис эрозии для территории - меженный уровень Волги - находится ниже уровня моря. Это явилось благоприятным фактором для формирования густой эрозионной сети, а именно значительный (до 160 м) перепад высот на расстоянии 3-5 км, легкоразмываемые породы, слагающие склоны, ливневый характер атмосферных осадков [2, 3, 9 - 11].
Речная сеть Волгограда представлена пятью малыми реками: Мокрая Мечетка (длина 20,8 км, падение 110 м), Царица (длина 19 км, падение 115 м), Сухая Мечетка (длина 7,5 км), Ельшанка (длина 5,2 км, падение 80 м) и Отрада (длина 10 км), а так же 63 мелкими оврагами и балками. Все они, спускаясь со склонов Приволжской возвышенности, до недавнего времени (60 - 70-е гг.) имели постоянный водоток, дренирующий палеогеновый (Царицынский и Ерге-нинский) водоносный горизонт. Склоны эрозионных форм сложены разновозрастными отложениями - от
палеогеновых (царицынская, мечеткинская, майкопская свиты) до четвертичных (покровные суглинки и хвалынские глины). В верховьях рек образуется разветвленная овражно-балочная система древовидного типа. Это наименее затронутый техномор-фогенезом участок исследования. В средней части реки меандрируют по широкому корытообразному дну долин (Царица, Мокрая и Сухая Мечетки).
Важным источником информации об эрозионной сети довоенного Сталинграда стали топографические карты генерального штаба и немецкие аэрофотоснимки 1942 г. (последние получены в процессе подготовки статьи с помощью программы SASPlanet, а также сайта www.wwii-photos-maps.com [12, 13]). В ходе исследования оказалось, что точность советских топографических карт генерального штаба очень высока и не уступает немецким аэрофотоснимкам.
Обработка аэрофотоснимков шла в несколько этапов: вначале была составлена схема эрозионной сети, определены границы территории, охваченной съемкой, затем всем выявленным эрозионным элементам были присвоены порядковые номера, которые были объединены в группы по бассейнам и положению на склоне. В соответствии с группами были составлены таблицы, в которые затем заносились данные о протяженности, степени и характере изменен-ности, а также о порядке того или иного эрозионного элемента в системе малой гидросети. С помощью полученных данных были составлены картосхемы (рис. 2, 3).
Площадь покрытия немецкой аэрофотосъемкой соответствует административным границам г. Сталинграда на 1942 г. Довоенный Сталинград был существенно меньше современного Волгограда и располагался на 30 км от Тракторного завода до балки Купоросной, имея площадь около 150 км2.
Аэрофотоснимки отличаются высокой детальностью, особенно для районов промышленной зоны. Дешифрирование этих материалов позволило выделить свыше 1000 эрозионных форм. Имеется возможность проследить историю малой гидросети города за 60 лет. К сожалению, бассейны малых рек представлены недостаточно детально, а именно верховья остались незафиксированными. Однако более мелкие формы (балки, овраги) отлично просматриваются и благоприятны для фиксирования на картосхемах.
Общая протяженность эрозионных форм в августе 1942 г. для участка от устьевой части Сухой Мечетки до Григоровой балки (без русловой части) составляла 206,37 км. Причем 2 % приходилось на систему Сухой Мечетки, 37 - на Мокрую Мечетку, 22 - Царицу и 4 - Ельшанку. Более 35 % составляли овра-
/V »»<>••• . Г
WM
/з^Агр&гч Дм**»
>
J
• о JV***
WLy
Ч / г
О. ftpMl
Условны« оботачеиия С • Селегнеа бугор М ■ Мамаев курглх Cr•Сибирь года ДI Дар горе Пг ■ Лысян юра Бг баидурина гора
А
¥ / Кг касгова гора
' 11 /1 I—I Волгоград 180-е начало 2000 х гг.)
о 1 Сталинград {08.1942 г.)
Сталинград (1925 г)
шш Царицын (конец XVI XVIII ■■)
В грмчн рр«чря 6«ссМ«оа
/ А С4рпИМГН|*Й , , |
Конфигурация русла и островов на август 1942 г.
Рис. 2. Изменение границ города Царицына-Сталинграда-Волгограда в условиях эрозионной сети бассейнов малых рек
Л С
С Селезнев бу^ор
М М^чгд курго*.
О Сибирь «прэ Дг Длрпэрл Пг - Пь*с«»*1 грра Ы - 5дмдур*"л гора Кг - КЛГЮМ 'XJOM
и Kactm» гор*
Конфигурация русла и островов на август 1942 г.
Рис. 3. Ареалы ликвидированных эрозионных форм
ги и балки, прорезающие Хвалынскую аккумулятивную террасу и обособленные от систем четырех указанных рек. Высокие проценты ликвидации эрозионных форм для бассейнов рек Мокрой Мечетки и Царицы можно объяснить значительными темпами расширения города на запад и север в послевоенный период.
Восстановление промышленной зоны в то же время потребовало засыпки эрозионных форм, прорезавших до этого Раннехвалынскую аккумулятивную террасу. И уже к 1974 г. в бассейнах Мокрой Мечет-ки было ликвидировано 12, реки Царицы - 16, а Ель-шанки - 2,4 км эрозионных форм [3].
Из рис. 2 видно, что на протяжении четырех столетий эрозионные формы в бассейнах малых рек выступали своеобразными рубежами для городской территории. И это благодаря первоначальному «росту» города вдоль р. Волги.
До массовой ликвидации овражной сети выделялись три крупных очага эрозионного расчленения: северный - бассейн Сухой и Мокрой Мечетки; центральный - бассейн реки Царицы, овраги Долгий, Крутой, Банный, и южный - бассейн р. Ельшанки -б. Купоросной. Для склонов были типичны более древние дохвалынские разветвленные овраги, для Раннехвалынской аккумулятивной террасы - глубо-коврезанные каньоны, молодые послехвалынские овраги и унаследованные устьевые части долин.
Обращают на себя внимание участки (рис. 3) с явным отсутствием эрозионных форм. Если говорить об устье Царицы, то можно предположить их более раннюю засыпку, но для других участков это недопустимо.
Так же можно выделить 62 ареала ликвидации эрозионной сети (рис. 3). Их границы проводятся с учетом сохранившихся элементов сети и загущения уничтоженных форм. Общим для их распространения является прижатость и вытянутость вдоль малых рек и берега Волги.
На данный момент можно сказать, что за 60 лет на территории Сталинграда-Волгограда на участке Сухая Мечетка - Григорова балка ликвидировано 116,8 км оврагов и балок (т.е. примерно 56 %). Как видно на схемах (рис. 3), большая их часть приурочена к склоновым частям бассейнов малых рек и имела длину менее 100 м. Не все они уничтожены полностью, в долинах малых рек можно встретить конусы выноса и устьевые части бывших оврагов. Улицы города наследуют их направление и изгиб продольного профиля. Например: овраг Крутой - ул. 7-й Гвардейской Армии, овраг Банный - ул. Рихарда Зорге, овраг Безымянный - ул. Хользунова, балка Забазная -ул. Академика Богомольца, овраг Долгий - ул. Зем-лянского, мост через Волгу. Эти и другие засыпанные эрозионные формы маркируются тростниковыми зарослями и более густо растущими деревьями. Некоторые из них продолжают дренировать территорию в первую очередь там, где были насыпаны легкие грунты, и благодаря этому в их пределах часто возникают суффозионные просадки.
Имеются зоны угнетения и активизации роста эрозионных форм. К первым, естественно, относятся территории, полностью занятые под капитальную многоэтажную застройку с асфальтовым покрытием. Здесь эрозионная деятельность затухает и происходит своеобразная
консервация рельефа. Вторая зона не имеет ярко выраженных границ и связана с активизацией склоновых процессов в долинах малых рек в связи с техногенным подтоплением. Это проявляется в появлении оползневых процессов и суффозионных просадок грунта.
В устьевых частях Сухой Мечетки, Царицы и Ельшанки произошла полная или частичная трансформация рельефа: были подрезаны склоны (Царица -площадь Чекистов), подножия склонов (Мокрая Ме-четка, Царица), уничтожено и спрямлено русло путем полной или частичной засыпки и направления водотока в бетонный коллектор (Ельшанка и Царица), устья сменили конфигурацию вследствие насыпки щебня или берегоукрепительных работ.
На выступающих и плоских склонах размещаются гаражные комплексы, которые либо полностью закрыли собой небольшие эрозионные формы, либо проводят свои границы по ним. Каждое располагающееся у бровки склона предприятие или учреждение проводило ранее или ведет сейчас хаотичную отсыпку строительных отходов или грунтов.
Анализ имеющихся материалов позволяет сделать более частное заключение о характере уничтожения эрозионных форм. Только на участке по правому берегу Мокрой Мечетки были ликвидированы 182 эрозионные формы длиной в среднем от 10 до 850 м. Общая их протяженность составляла 23,75 км. Все они были отвершками балок Вишневой и Зеленой. На их месте теперь располагаются дачные массивы, частный сектор, промышленные постройки, гаражные комплексы, транспортные пути и развязки, многоэтажная застройка, т.е. все то, что типично и для остальной части города. Упомянутая территория является лишь небольшой частью Волгограда, но имеющиеся данные позволяют делать вывод о более масштабном преобразовании рельефа бассейнов малой гидросети.
Характер воздействия типичен, но есть и свои особенности. Капитальная застройка полностью нивелирует отрицательные формы, частный сектор и дачные поселки подстраивается под рисунок эрозионной сети. Транспортные магистрали, пересекающие долины, приводят к засыпке и запруживанию последних.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что эрозионные системы Волгограда сильно трансформированы, но вследствие того, что площадей, удобных под строительство, ежегодно не прибавляется, становятся перспективными территории с большим коэффициентом эрозионного расчленения. Следовательно, можно спрогнозировать дальнейшее уничтожение малой гидросети и изменение гидрогеологических условий. Наибольшей степени измененности достигают участки, где транспортные линии пересекаются с эрозионными элементами. Пример: дамбы, мосты, пересыпи, запруды. Сильное упрощение эрозионного рисунка наблюдается в густо застроенных ныне участках города. Бросается в глаза отсутствие эрозионных форм к северу и югу от устья р. Царицы, что объясняется более ранним освоением данной территории. Для участков с капитальной застройкой и частным сектором характерны два противоположных способа размещения: первый приводит к практически полно-
му уничтожению эрозионных форм (т.е. подчиняет рельеф себе), второй подчиняется неровностям земной поверхности.
В настоящее время границы Волгоградской агломерации поглотили все малые речные бассейны данной территории. И этот процесс будет продолжаться, а следовательно, и ликвидация эрозионных форм.
Литература
1. Котлов Ф.В. Антропогенные рельефообразующие процессы и явления. Современные экзогенные процессы рельефообразования // Материалы VII пленума геоморфологической комиссии АН СССР. М., 1970. 228 с.
2. Брыле в В.А. О количественных критериях антропогенной эволюции рельефа // Рельеф и хозяйственная деятельность. М., 1982. С. 104 - 112.
3. Брыле в В.А., Самусь Н.А. Антропогенные изменения геолого-геоморфологической обстановки на территории Волгограда // Антропогенные воздействия на природные комплексы и экосистемы. Волгоград, 1976. С. 104.
Поступила в редакцию
4. Геоморфологические системы: свойства, иерархия, организованность / отв. ред. Э.А. Лихачева. М., 2010. 288 с.
5. Ковалев С.Н. Овражно-балочные системы в городах. М., 2011. 138 с.
6. Лихачева Э.А., Тимофеев Д.А. Экологическая геоморфология : словарь-справочник. М., 2004. 240 с.
7. Тимофеев Д.А. Размышления о фундаментальных проблемах геоморфологии : избранные труды. М., 2011. 528 с.
8. Лихачева Э.А. Рельеф среды жизни человека (экологическая геоморфология). М., 2002. 640 с.
9. Карандеева М.В. Геоморфология европейской части СССР. М., 1957. 313 с.
10. Мелихова Е., Брылев В. Особенности морфогенеза в пределах Волгоградской области. Волго-Донское междуречье. Саарбрюккен, 2012. 159 с.
11. Селезнева А.В., Мелихова Е.В. Эрозионный рельеф Волго-Донского междуречья // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2010. № 2. С. 106 - 111.
12. URL: http://sasgis.ru/sasplaneta (дата обращения: 22.04.2013).
13. URL: http://www.wwii-photos-maps.com (дата обращения: 22.04.2013).
23 апреля 2013 г.
