CC BY
95. Асылбеков Д.Б. Региональные условия исторического развития города Туркестан / Камалова Г.М., Асылбеков Д.Б. // Cyberleninka.ru [сайт], 2020. [Электронный ресурс]. Режим доступа:-https://cyberleninka.m/artide/n/regюnalnye-usloviya-istoricheskogo-razvitiya-goroda-turkestana/ (дата обращения: 12.11.2021). Текст: электронный.
6. План города Туркестан в 1864 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа:: https://cyberleninka.rU/viewer_images/18223257/f/3.png/ (дата обращения: 20.11.2021).
7. Рудаки, перевод В. Левика. Городище Туркестан. Археологические памятники Туркестана / Рудаки // Silk Road adventures, 2021. [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://silkadv.com/ru/node/5817/ (дата обращения: 28.11.2021) Текст: электронный.
8. Смагулов Е.А. Из истории города Туркестан: штрихи к историческому портрету / Смагулов Е.А. // HeritageNet Kazakhstan/ [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://old.unesco.kz/heritagenet/kz/content/history/monument/turkestan1/history_turk 6.htm/ (дата обращения: 17.11.2021) Текст: электронный.
9. Рынков П.И. Топография Оренбургской губернии / П.И. Рычков. Оренбург: Типография, 1887. 18-24 с. Текст: непосредственный.
10. Свод памятников истории и культуры Казахстана. Южно-Казахстанская область. Алматы: Гл. ред. «Казак энциклопедиясы», 1994. 262-266 с. Текст: непосредственный.
11. План города Туркестан в XIX в. / Свод памятников истории и культуры Казахстана. Южно-Казахстанская область. Алматы: Гл. ред. «Казак энциклопедиясы», 1994. 266 с.
12. Смазненко Д.С., Соловьева С.Л., Самойлов К.И. Особенности возникновения поселения на территории современного города Туркестан // Наука и образование сегодня, 2021. 9(68). С. 80-86. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://publikacija.ru/images/PDF/2021/68/Science-and-education-today-9-68-.pdf/ (дата обращения: 24.11.2021). Текст: электронный.
ОСОБЕННОСТИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕПРИЕМЛЕМЫХ
ЕСТЕСТВЕННЫХ ЛАНДШАФТНЫХ ТРАНСФОРМАЦИЙ В
ГОРОДАХ И ПРИГОРОДАХ 1 2 Миллер Д.А. , Caмoйлoв К.И.
1Миллер Дарья Александровна - бакалавр искусств, магистрант; 2Самойлов Константин Иванович - доктор архитектуры, профессор, кафедра архитектуры, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева,
г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: естественные неприемлемые ландшафтные изменения в городах и пригородах являются распространённой проблемой в архитектурно-градостроительной практике. Такие изменения невозможно контролировать, можно лишь спрогнозировать их появление и провести мероприятия, минимизирующие их ущерб. К таким изменениям относятся землетрясения, оползни, карст, водная эрозия почв и т. д.
Ключевые слова: природная эрозия территорий, овраги, карст, оползень, водная эрозия, землетрясение, вулкан.
Естественные неприемлемые ландшафтные изменения являются распространённым явлением в архитектурно-градостроительной практике. К таким изменениям относятся землетрясения, карст, извержения вулканов, оползни, сели, обвалы и т.д. Основной проблемой таких явлений является их неотвратимость. Однако их появление возможно спрогнозировать, методы и способы прогнозирования землетрясений были описаны Ельчениновой О.Н. и Воробьевой И.А. [1; 2]. Геодинамика и прогнозирование обвалов
описаны в работе Васькова И.М. [3], динамика развития и методика оценки опасности карстов были рассмотрены Уткиным М.М. [4].
Землетрясение является одним из наиболее крупных по площади разрушения природным явлением, полностью меняющим рельеф города при большой силе толчков, а также становится причиной таких явлений, как оползни и сели. Результатом землетрясений являются разрушения зданий, сооружений и построек, появление провалов в почве и изменение рельефа горной местности. Существуют различные подходы к получению характеристик значительных движений грунта при землетрясениях, необходимые для прогнозирования будущих сейсмических воздействий и проектирования сейсмостойких задний и сооружений. В настоящее время источником таких данных служат инструментальные записи крупных землетрясений, которые регистрируются специальной сетью сейсмических станций, построенной за последние сто лет [1].
Землетрясения могут быть вызваны не только подземными толчками. Также различают такие виды землетрясений, как вулканические, тектонические, техногенные, обвальные и искусственные. Вулканические землетрясения возникают в результате высокого напряжения в недрах вулкана. Такие землетрясения характерны своей продолжительностью - толчки непрерывные и могут длиться до нескольких дней. Сами толчки безопасны для людей и строений, но они предшествуют извержению вулкана, что помогает эвакуировать население из зоны его активности [5]. Тектонические и техногенные землетрясения происходят при смещении тектонических плит. Этот процесс может происходить как естественным путём, так и ввиду деятельности человека, к примеру, строительством крупных водохранилищ, выемке больших количеств породы из шахт, карьеров, при добыче нефти и газа.
Обвальные землетрясения происходят в результате обвалов и больших оползней. Как правило, имеют локальных характер и небольшую силу толчков. Искусственные землетрясения вызываются взрывами большого количества взрывчатых веществ или при подземном ядерном взрыве. Сила и площадь распространения напрямую зависят от количества и типа взрывчатого вещества.
За последние сто лет в истории человечества произошло несколько сильнейших землетрясений. Одними их них является серия из двух землетрясений на Крымском полуострове. Первое из них произошло 26 июня 1927 года и имело силу 6 баллов. Оно не вызвало сильных разрушений или жертв на суше, в море же толчки ощущались сильнее всего, поскольку эпицентр землетрясения находился под дном, к югу от поселков Мшатка и Форос. Второе землетрясение, случившиеся 12 сентября 1927 года, было более сильным. За несколько дней было зарегистрировано более 200 толчков. Наиболее мощные из них разрушили постройки прибрежной полосы суши от Алушты до Севастополя, а также вызвали обвалы и оползни в горах [6, с. 30-39].
Другим известным землетрясением является Верненское землетрясение 1887 года. Эпицентр землетрясения находился на северном склоне Заилийского Алатау, в 12 километрах к югу от города, и имело магнитуду 7,3 по шкале Рихтера. В его ходе было разрушено 1799 каменных и 839 деревянных построек [7, с. 265-266].
Рис. 1. Город Верный после землетрясения 1887 г. [8]
Другое сильное землетрясение в городе Верный произошло 23 декабря 1910 года (4 января 1911 года по новому стилю), сила толчков составляла 9-10 баллов с магнитудой 8,2 и глубиной очага - 25 километров. Было разрушено 616 домов, погибло 44 человека [9].
Рис. 2. Город Верный после землетрясения 1910 года [10]
Территории, подвергшиеся ландшафтным изменениям в результате землетрясения, невозможно использовать. Для дальнейшей архитектурной адаптации такие земли необходимо сначала расчистить от разрушений, засыпать возможные трещины в земле и далее производить строительство с учётом возможной будущей сейсмической активности.
Другими, не менее разрушительными природными явлениями, являются карстовые и суффозионные провалы. Карстом называют образование пустот в толще земли в результате растворения гипсовых, известняковых и меловых пород с последующим обрушением
98
поверхности. Суффозионные провалы представляют из себя результат процесса механического вымывания породы подземными водами. В архитектурно -градостроительной практике очень важной является стадия изучения грунтов перед застройкой территории. В случае обнаружения карстовых форм рельефа не допускается строительство зданий и сооружений на их территории, а также в непосредственной близости от бровок ввиду того, что это может привести к аварийным ситуациям объектов, которые сопровождаются большими экологическими, социальными и экономическими ущербами.
Для поиска карста под поверхностью используются несколько методов. Одним из них является маршрутное наблюдение за территорией, выполняемое с помощью беспилотных летательных аппаратов. Также существует способ с использованием глубинных (подземных, грунтовых) реперов. Он наиболее актуален для мониторинга карстовых процессов при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений в условиях глубокого карста. Это объясняется тем, что при таком залегании карстующихся пород значительно усложняется прогнозирование необходимых параметров (размеров, местоположения и времени образования) карстовых деформаций в основании объектов, так как с увеличением толщины верхней части грунтов, как правило, возрастает вероятность возникновения крупных карстовых провалов, характеризующихся внезапностью и большими ущербами [4]. После постройки зданий и сооружений грунты под ними становятся недоступными для визуального обследования и труднодоступными для инструментального. При этом периодически необходимо оперативно определить параметры предполагаемых карстовых деформаций в основании объектов для оценки их опасности для существующих и вновь возводимых строений.
Наиболее известными ландшафтными деформациями на территории городов СНГ являются провалы в г. Москва, Россия. Там присутствуют провалы двух типов: суффозионные и карстовые. Суффозионные провалы в Москве преобладают по количеству над карстовыми и возникают по техногенным причинам: техногенное обводнение грунтов и их подземная или открытая экскавация. Это происходит ввиду аварийного состояния инфраструктуры или ошибок при производстве строительных работ. К примеру, обрушение дома на улице Большая Дмитровка в 1998 году произошло из-за соединения суффозионного провала с коллекторным тоннелем.
Активизация карстовых процессов в столичном регионе, в том числе в Москве, произошла в XX в., когда резко увеличился подземный водозабор. Например, в 1960-80-е гг. из-за чрезмерного отбора подземных вод в районе Хорошевского шоссе образовалось 42 карстовых провала. В 1956 г. здесь провалился пятиэтажный дом, в 1977 г. в Новохорошевском проезде обрушилось сразу несколько зданий [13].
В архитектурно - градостроительной практике проблема карстовых и суффозионных провалов после их обрушения решается путем засыпки территорий и уплотнения грунтов для последующего использования.
Рис. 3. Разрушенный в ходе прокладки коллекторного тоннеля дом на ул. Большая Дмитровка, г.
Москва [12]
Ещё одним видом неприемлемой естественной ландшафтной деформации являются обвалы. Они происходят преимущественно в горных местностях и представляют собой падения масс горных пород под действием гравитации. Также могут происходить на склонах речных и морских берегов. Обвалы вызваны подмыванием склона с последующим увеличением крутизны, ослаблением прочности пород при выветривании и вымывании, сейсмическими толчками, а также рядом антропогенных факторов. Поражающими факторами обвала при падении тяжёлых масс горных пород является: повреждение или уничтожение инженерных сооружений, запруживание рек, обрушение берегов озёр, воды которых в случае прорыва могут стать причиной наводнений [3].
Рис. 4. Акжарский обвал, г. Алматы [15]
Одним из таких объектов является Акжарский обвал, образовавшийся в ходе Верненского землетрясения в 1887 году. Обвал Акжар возник на склоне одноименной вершины в ослабленной зоне контакта кристаллических сланцев с гранитами и диоритами на высоте 1800 метров. Остроугольные глыбы этих пород объемом до 20 метров кубических и весом до 50 тонн преобладали в обвальном конусе толщиной до 100 метров. Каменный поток достигал в ширину 325 метров и имел общий объем 40 000 000 метров кубических скального материала [14].
Способом архитектурной адаптации данной территории может стать организация туристических и развлекательных туров, так как какое - либо строительство невозможно ввиду регулярных камнепадов.
Сходы селей также являются частым природным явлением в горных местностях. Сель представляет собой поток, состоящий из обломков горных пород и воды, образующийся в руслах горных рек. Имеет сравнительно небольшую длительность, от нескольких часов до нескольких дней. Разрушительность данного явления обусловлена его скоростью - от 5 до 15 м/с. Сели характеризуются продвижением его лобовой части в форме вала из воды и наносов или чаще наличием ряда последовательно смещающихся валов. Прохождение селя сопровождается значительными переформированиями русла. Возникает в результате обильных и продолжительных ливней, таяние сезонного снегового покрова или ледников. Также фактором возникновения может стать вырубка лесов, чья корневая система удерживает почву на склонах гор.
Рис. 3. Схема движения селевых потоков в г. Алматы в 1921 г. [16]
В истории города Алматы было несколько крупнейших селей, один из них - в 1921 году. Он был вызван погодными условиями, а именно - сильным ливнем и состоял из двух потоков, водным и грязевым. Общий объём выноса селя из рек Малая и Большая Алматинка оценивается в 7 млн кубических метров. На подходе к городу селевой поток разделился на несколько частей. Множество строений было разрушено, часть - перенесены ниже по течению самим потоком [17]. На улицах осталось большое количество валунов разной величины, последний из которых был убран из центра города в середине 1960-х годов.
Рис. 4. Валун на улице в г. Алматы в результате селя, 1921 г. [18]
Способом архитектурно-градостроительной адаптаций территорий после прохода селя является расчистка пострадавших территорий, строительство новых зданий и оборудование селезащитных конструкций, в данном случае таковым объектом стала плотина Медео, построенная в 1980 году. Помимо защитной функции, она также выполняет роль туристического объекта.
Ещё одним природным явлением, несущим за собой нежелательные ландшафтные трансформации, является извержение вулканов. Извержение бывает двух типов - взрывное и лавовое. Первое происходит из-за постепенного повышения давления магмы в магматической камере вулкана и резкого его высвобождения, сопровождающегося выбросом вязкой магмы с высоким содержанием таких веществ, как водяной пар и углекислый газ. Нелетучие вещества оседают в виде вулканического туфа и постепенно застывают. Выбросы могут длиться до нескольких месяцев. Менее разрушительными и более длительными являются лавовые извержения. Они могут длиться в течение нескольких лет или десятилетий. Самым крупным на историю лавовым извержением стало извержение вулкана Лаки, в Исландии, в 1783-1784 годах. Оно длилось в течение полугода и стало причиной высокой смертности среди скота и, как следствие, среди людей. В центральной части южной половины острова образовалась трещина длиной около 25 километров [19]. Сейчас в активной фазе находится извержение вулкана Кумбре-Вьеха на острове Ла Пальма, входящего в Канарский архипелаг.
Рис. 5. Извержение вулкана на Гавайских островах, 1983 г. [20]
Не существует способа предотвратить такое природное явление, как извержение вулкана, поэтому, для сохранения городов на пути лавовых потоков устанавливаются защитные барьеры. Но, вследствие высокой продолжительности явления и большого времени застывания вулканического туфа, единственным вариантом решения данной ситуации является ожидание прекращения поступления лавовых потоков и полного их застывания. Образовавшийся туф пригоден для использования в строительстве. Данный материал высоко ценится ввиду лёгкости обработки.
Неприемлемые естественные ландшафтные трансформации являются результатом природных явлений, характерных своей неотвратимостью. Такие явления, как землетрясения, сходы селей, обвалы, карстовые провалы и вулканы в данный момент можно лишь частично спрогнозировать и провести предупредительные мероприятия для минимизации разрушений, которые они вызывают, определяя зоны перспективно возможного разрушения. Последующая же архитектурная адаптация целесообразна после ликвидации последствий этих трансформаций, если она возможна, и с учётом возможности повторения подобных ситуаций.
Список литературы
1. Ельченинова О.Н. Прогнозирование спектров землетрясений по макросейсмическим данным: специальность 04.00.22 - «Физика твёрдой Земли»: Автореф. дис. ... кандидата физико-математических наук / Ельченинова Ольга Николаевна; Российская академия наук. Объединённый институт физики Земли. Москва, 2000.
2. Воробьева ИА. Прогноз повторного сильного землетрясения: специальность 25.00.10 -«Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»: Автореф. дис. ... кандидата физико-математических наук / Воробьева Инесса Анатольевна; Российская академия наук. Международный институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики. Москва, 2005.
3. Васьков И.М. Катастрофические обвалы: геодинамика и прогноз: специальность 25.00.08 -«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»: Автореф. дис. ... доктора
геолого-минералогических наук / Васьков Игорь Михайлович; Северо-Кавказский горнометаллургический институт. Екатеринбург, 2017.
4. Уткин М.М. Динамика развития подземных и поверхностных проявлений карста и методика оценки их опасности: специальность 25.00.36 - «Геоэкология»: Автореф. дис. ... кандидата технических наук / Уткин Михаил Михайлович; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Москва, 2019.
5. Гордеев Е.И. Сейсмичность вулканов и контроль вулканической активности / Е.И. Гордеев. Текст: непосредственный // Вестник ДВО РАН, 2007. № 2. С. 38-45.
6. Горшков Г.П. Землетрясения Крыма // Землетрясения на территории Советского Союза / Г.П.Горшков. Москва: Гос. изд-во географической литературы, 1949. 120 с.
7. Алма-Ата. Энциклопедия / Гл. ред. Козыбаев М.К. Алма-Ата: Гл. ред. Казахской советской энциклопедии, 1983. 608 с.
8. Город Верный после землетрясения 1887 года. // [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://tengrinews.kz/userdata/news/2020/news_404831/resize/photo_323619.jpeg/ (дата обращения: 02.12.2021).
9. Верненские землетрясения. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://voxpopuli.kz/744-vernenskie-zemletryaseniya/ (дата обращения: 30.11.2021).
10. Город Верный после землетрясения 1910 года. // [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://imagesratel.kz/cdn/innermain/i/2020/December/13/d9de6ff4bfб3df38f9d63f181820fcaad5ee e997.jpg/ (дата обращения: 02.12.2021).
11. Хоменко В.П., Калашников М.А., Потапов И.А. Карстовые и суффозионные провалы в г. Москве: особенности инженерно-геологических изысканий и прогнозирования // Вестник МГСУ, 2010. №4-2. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/karstovye-i-suffozionnye-provaly-v-g-moskve-osobennosti-inzhenerno-geologicheskih-izyskamy-i-prognozirovamya/ (дата обращения: 30.11.2021).
12. Разрушенный в ходе прокладки коллекторного тоннеля дом на улице Большая Дмитровка // [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://books.profilib.com/reader/91/03/b391/196.jpg/ (дата обращения: 02.12.2021).
13. Ретроспектива Москвы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.darwinmuseum.ru/subprojects/class/retrospectiva/3_7.htm/ (дата обращения: 28.11.2021).
14. Акжарский обвал. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://silkadv.com/en/content/akzharskiy-obval/ (дата обращения: 15.11.2021).
15. Акжарский обвал, г. Алматы // [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://silkadv.com/sites/default/files/Kazahstan/Priroda/Yzhnyi_Kazahstan/Gory_Zailiiski i_Alatau/Uchelyy_Zailiiskogo_Alatau/Akzharski_obval/0_3_nortTs_%28123%29-min.JPG /(дата обращения: 02.12.2021).
16. Схема движения селевых потоков в г. Алматы, 1921 г. // [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://fergana.media/photos/122396/#gallery-2/ (дата обращения: 02.12.2021).
17. Катастрофа вековой давности. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://fergana.media/photos/122396/ (дата обращения: 26.11.2021).
18. Сель в г. Алматы, 1921 г. // [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://tengrinews.kz/userdata/news/2019/news_376452/thumb_b/photo_289823.png/ (дата обращения: 02.12.2021).
19. Извержение вулкана Лаки. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://web.archive.org/web/20190611011311/http://mir-zemli.ru/story32.php/ (дата обращения: 29.11.2021).
20. Извержение вулкана. // [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://basik.ru/images/hawaiian_volcano_observatory/06_volcano.jpg/ (дата обращения: 02.12.2021).
