Федорович Д.В.
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕЛЬЕФА НА ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ВОДОСБОРНОГО БАССЕЙНА (НА ПРИМЕРЕ БАССЕЙНА Р. ХОДЫНКИ)
Институт географии РАН, Москва
Урбанизированные территории отличаются большим количеством факторов антропогенного (техногенного) происхождения, характер действия которых всё ещё слабо изучен. Тем не менее накопился огромный фактический материал. Так, для территории Москвы существуют данные топографических съёмок за разные годы, геологической съёмки и бурения при строительстве, метеорологических, гидрологических и гидрогеологических многолетних режимных наблюдений. Наша работа проводится на территории г. Москвы, испытывающей интенсивное техногенное воздействие. При анализе данных мы, в частности, рассчитывали коэффициенты парной и множественной корреляции между интересующими нас показателями (уклонами, густотой и глубиной расчленения, величиной поверхностного стока, литологическими характеристиками, уровнем грунтовых вод).
Водосборный бассейн √ морфодинамическая система. Элементы водосборного бассейна связаны между собой не только морфологически, но вертикальными и горизонтальными потоками вещества и энергии √ поверхностным и подземным стоком. Техногенез вносит существенные коррективы и в водообмен, и в обмен вещества. Выравнивание поверхности, уничтожение микрорельефа, снижение уклонов, уменьшение глубины и густоты расчленения приводят к снижению энергии рельефа и упрощению структуры водосборных бассейнов, что в свою очередь вызывает уменьшение склонового транзита, поверхностного стока, естественной эрозии, возникают условия для перенасыщения грунта талыми, дождевыми водами, появления новых водоносных горизонтов, подтопления и суффозионно-механических просадок поверхности и провалов [2]. По изменению величины поверхностного стока (о котором можно судить по характеристике коэффициента стока) можно сделать выводы об изменениях динамики в бассейне, об изменениях его функционирования [1,3]. Однако величина поверхностного стока - лишь косвенная характеристика активности геоморфологических процессов, и, в частности, эрозии. Структура стока урбанизированного бассейна значительно сложнее, чем природного. Наличие ливневой канализации √ современной техногенной гидросети города, уменьшающей путь поверхностных потоков, увеличивает сток на городском водосборе, а следовательно и максимальные расходы воды. Густота ливневой канализации может быть на порядок больше густоты склоновой ручейковой сети в естественном бассейне. Для прогноза интенсивности эрозионно-денудационных процессов и гидрогеологических процессов на территории города нужна информация о характере поверхности (изменениях рельефа, водопроницаемости грунтов), величинах поверхностного стока. Задача по выяснению изменений энергии рельефа в бассейне, а точнее, по выяснению особенностей функционирования, решалась на анализе многолетних геолого-геоморфологических данных долины р. Ходынки.
Взятый в качестве экспериментальной территории Хорошевский район расположен на северо-западной окраине города на левом берегу р. Москвы и дренируется долиной р. Ходынки. Здесь отмечаются все три террасы Москва-реки и пойма. Долина Москвы-реки на данном участке города имеет унаследованный характер, и по геологическим данным здесь установлена так называемая дочетвертичная долина. На большей части территории четвертичные существенно песчаные аллювиальные и флювиогляциальные отложения залегают на меловых и юрских глинах (верховья долины р. Ходынки), являющихся главным водоупорным горизонтом в геологическом разрезе столицы.
Исключением является участок палеодолины (в средней и
нижней частях бассейна Ходынки), где юрские глины размыты и четвертичные
отложения залегают на трещиноватых и частично закарстованных каменноугольных
известняках. Рельеф Хорошевского района достаточно спокойный √ с незначительными
уклонами и расчлененностью, но вдоль реки отмечаются крутые склоны, среди
которых есть и оползневые. Долина р. Ходынки до её освоения тоже имела
крутые склоны вдоль русла. В процессе градостроительства рельеф района
претерпел некоторые изменения √ засыпаны небольшие овраги и русло р. Ходынки,
проведены подсыпки и срезки неровностей рельефа, сооружены прорези и насыпи
вдоль железных дорог и ряд других. Разновременно застраиваемые участки
отличаются различной техногенной нагрузкой. Выбранный для анализа бассейн
Ходынки отличается тем, что его освоение отражено на топографических картах,
позволяющих выделить территории с различной по времени и интенсивности
техногенной нагрузкой.
Водосборный бассейн реки Ходынки можно считать полностью
техногенным, т.к. реки уже нет, она заключена в коллектор, рельеф водосбора
сильно изменен. В настоящее время на большей части поверхности водосборного
бассейна плотность застройки составляет 30 √ 50%. Площадное строительство
зданий в основном привело к выравниванию поверхности, снижению уклонов,
глубины и густоты расчленения, увеличению поверхностного стока. На отдельных
участках проведены значительные земляные работы. Естественный грунт мощностью
до 20 м либо полностью, либо частично преобразован или заменен техногенными
разнородными грунтами. На некоторых территориях глубина расчленения уменьшилась
на 3 и более метров, а поверхностный сток увеличился в 2 √ 3 раза. Коэффициент
поверхностного стока увеличен до 0,7. Практически сплошная застройка свела
к минимуму проявления поверхностных рельефообразующих процессов. Наиболее
активны техногенные процессы, которые носят ╚скрытый╩ подземный характер.
На территории бассейна, где четвертичные отложения залегают непосредственно
на известняках, отмечается наибольшее число случаев деформаций зданий и
сооружений, вызванных оседанием земной поверхности. Изменение рельефа территории
бассейна существенно влияет и на гидрогеологическую обстановку, преобразуя
естественные условия питания и разгрузки грунтовых вод, что в ряде случаев
приводит к подтоплению освоенных участков. В техногенных грунтах возможно
формирование верховодки. Величина амплитуды колебания уровня грунтовых
вод на разных участках отмечается от 2 √ 3 метров до 5 метров. На территории
прохождения метрополитена отмечается нарушенный режим грунтовых вод. Гидрогеологические
условия во многом определяют устойчивость (инженерные свойства) территории.
Так, со снижением извлечения подземных вод из недр города, прослеживаемая
с середины 80-х годов в местах где имеется связь грунтовых и подземных
вод (в палеодолинах), происходит увеличение уровней грунтовых вод. В связи
увеличением уровней подземных вод, на данной территории происходит снижение
карстово-суффозионных процессов.