CC BY
24ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ПРОБЛЕМА АНТРОПОГЕННОГО ТРАНСФОРМИРОВАНИЯ
РЕЛЬЕФА НА ПРИМЕРЕ ЦЕНТРА ГОРОДА МОСКВЫ:
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ
1 2 Карфидова Е.А. , Кравченко И.М.
1Карфидова Екатерина Александровна - кандидат географических наук,
ведущий научный сотрудник, лаборатория геоинформатики и компьютерного картографирования, Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева Российской академии наук;
2Кравченко Илья Максимович - магистрант, геологический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
г. Москва
Аннотация: в статье рассматривается проблема анализа антропогенного трансформирования рельефа на примере центра города Москвы, обозначены соответствующие задачи и пути их решения. Непосредственно анализ выполнен путем создания карты-схемы расчетных разниц абсолютных высот между современным и историческим рельефом в несколько этапов: 1) построена цифровая модель исторического рельефа; 2) построена модель оценки исторического поверхностного стока; 3) выделены основания и вершины холмов и проведены геоморфологические профили; 4) выполнен расчет разницы абсолютных высот между цифровыми моделями рельефа исторического и современного. Ключевые слова: антропогенная трансформация рельефа.
Современный город — это сложная природно-техногенная система, в которой формируются весьма разнообразные типы техногенных и природно-техногенных комплексов, которые непрерывно взаимодействуют между собой. Так, между рельефом, геологической средой, городской застройкой (инженерными сооружениями), ландшафтом в целом существуют очень тесные связи [2].
В городе можно выделить четыре основных типа связей (отношений) между рельефом и остальными компонентами города [3]:
1) природные связи между рельефом и элементами геолого-географической среды, имеющие историко-генетический и природно-климатический характер;
2) гидросвязи - связи водным потоком (атмосферные осадки, поверхностные, грунтовые и подземные воды), которые осуществляются как естественным путем, так и техногенным (через водозаборы, водопровод, канализацию и другие сооружения);
3) инженерные связи, формирующие взаимоотношения природных и техногенных компонентов города;
4) морфолитологические связи и отношения, которые возникают между техногенными и природными отложениями и формами рельефа.
Для комплексного анализа антропогенного трансформирования рельефа необходимо получить ответы на вопросы: каковы взаимоотношения природных и техногенных компонентов города, которые были названы «инженерными»; каковы морфолитологические связи и отношения между техногенными и природными отложениями и формами рельефа; каковы взаимозависимости между изменениями рельефа, составом отложений, степенью техногенного воздействия, плотностью застройки, состоянием жилых и промышленных зданий, интенсивностью и характером техногенных процессов и явлений.
Постановка задачи антропогенного трансформирования городского рельефа основывается на сопоставлении и анализе разновременных топографических карт и
материалах московского проекта крупномасштабного геологического картографирования [5]. В нашем случае мы используем исторический нивелирный план центра Москвы 1879 года, выполненный под руководством Д.П. Рашковым в 1878-1879 гг. на основе топографической съемки, и цифровую модель современного рельефа по данным дистанционного зондирования 8ЯТМ у.4, которая была использована для построения сети поверхностного стока на территории Москвы [1].
Также к необходимой информации для решения поставленной задачи помимо разновременных топографических карт относятся:
1. Сведения об основных геоморфологических (поймы, надпойменные террасы, моренная и флювиогляциальная равнины) и геодинамических структурах в пределах рассматриваемой территории [5].
2. Сведения о строении, изменчивости свойств и распределении мощностей отложений, в том числе и техногенных. В результате московского проекта крупномасштабного геологического картографирования в геоинформационной среде были созданы цифровые модели рельефа поверхности (кровли) погребенных горизонтов: четвертичных, мезозойских и каменноугольных отложений, которые используются в анализе антропогенного трансформирования рельефа вместе с картой техногенных образований, гидрогеологической картой и картой инженерно -геологического районирования [4] .
3. Сведения о подтоплении территории (площади распространения подтопления, уровни грунтовых вод) [6]. В результате использования картографических материалов московского проекта была составлена карта-схема подтопления территории ЦАО г. Москвы.
4. Сведения о распределении скоростей оседания зданий. Источником таких сведений является известная монография «Москва. Геология и город», на основе чего была составлена карта-схема распределения скоростей оседания земной поверхности.
5. Сведения о распределении техногенной нагрузки. Данные о нормативной этажности и плотности транспортных путей являются ключевыми в оценке распределения техногенной нагрузки.
6. Сведения о распределении поверхностного стока и его изменениях за рассматриваемый исторический период. По результатам построения модели современного поверхностного стока рассчитываются зоны его влияния, в которых учитывается состояние водотока.
Анализ антропогенного трансформирования рельефа Центра Москвы реализуются в геоинформационной системе, структура и основные элементы которой заложены в геологическом моделировании развития проекта крупномасштабного геологического картографирования с использованием единой государственной картографической основы города. Задача решается в несколько последовательных этапов:
1. Построение цифровой модели исторического рельефа в границах контура съемки - Камер-Коллежского вала.
2. Используя методы моделирования сети поверхностного стока, строится модель оценки исторического поверхностного стока.
3. Анализируя характерные элементы исторического рельефа, выделяются основания/вершины холмов и проводятся геоморфологические профили [7].
4. Выполняется расчет разницы абсолютных высот между цифровыми моделями рельефа исторического и современного, результат представляется в виде карты (рис. 1).
Рис. 1. Расчетные разницы абсолютных высот между современным и историческим
рельефами
Таким образом, в ходе анализа антропогенного трансформирования рельефа Центра города Москвы была построена карта расчетных разниц абсолютных высот между современным и историческим рельефами, на которой можно выделить области как общего «воздымания» территории, так и области ее опускания. Первые могут быть связаны с развитием различных аккумулятивных процессов, а также ростом «культурного» слоя в черте города; вторые - с развитием денудационных процессов, с нивелированием рельефа в связи со строительством, с осадками оснований инженерных сооружений под действием веса последних и со многими другими причинами.
Список литературы
1. Osipov V., Karfidova E., Batrak G. The Drain Net Modeling On The Base Terrestrial And Radar Data. Comparative Analysis // 5th Annual International Conference on Geological and Earth Sciences, 2016. Р. 57-62.
2. Котлов Ф.В. Антропогенные изменения рельефа на примере г. Москвы / Ф.В. Котлов / Вопросы географии, 1961. Сб. 52. С. 134-150.
3. Лихачева Э.А., Некрасова Л.А. Структура картографического обеспечения оценки антропогенной трансформации рельефа освоенной территории (средний масштаб) // Геоморфология и картография: матер. XXXIII Пленума Геоморфологической комиссии РАН. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2013. С. 28-31.
4. Осипов В.И., Бурова В.Н. и др. Карта крупномасштабного (детального) инженерно-геологического районирования территории г. Москвы // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. № 4, 2011. С. 306-319.
5. Осипов В.И. Крупномасштабное геологическое картирование территории г. Москвы // Геоэкология, 2011. № 3. С. 195-197.
6. Осипов В.И., Медведева О.П. Москва: Геология и город. М.: Московские учебники и Картолитография, 1997. 399 с.
7. Спиридонов А.И. Геоморфологическое картографирование. М.: Недра, 1985. 184 с.
