О семи холмах Москвы

КАК ИЗУЧАЛСЯ РЕЛЬЕФ МОСКВЫ

Пять веков с тех пор минули,

Под землей в трубу замкнули

Всю Неглинную давно.

И с тех пор Москве-столице

Много раз перемениться

Видно было суждено.

Н. Кончаловская. Наша древняя столица

В предыдущих разделах книги мы достаточно подробно рассмотрели влияние природных условий, рельефа в частности, на строительство Москвы. Естественный рельеф местности далеко не всегда соответствует требованиям благоустройства города и нуждается в специальных исследованиях. В Москве и в других городах такими исследованиями занимаются, как правило, либо проектировщики и архитекторы, либо инженеры-геологи, и проводятся они в двух направлениях.

Первое направление - выявление территорий, неблагоприятных для строительства. В этом случае исследование рельефа города производится с учетом:

- застройки (определение территорий с недопустимо крутыми склонами, с рельефом, ограничивающим длину зданий; выявление участков, неудобных для застройки по условиям отвода поверхностных вод);

- транспортных сообщений (определение трасс, непригодных для устройства улиц);

- организации стока ливневых вод и канализирования (установление бассейнов стока, водоразделов, тальвегов; определение территорий, канализируемых без перекачки; определение участков, неудобных для канализирования, выявление возможных трасс для коллекторов водостоков и хозяйственно-фекальной канализации).

Для жилищного строительства важна также экологическая оценка рельефа (замкнутые котловины с длительным застоем воздуха, сильно затененные участки неблагоприятны для здоровья человека, так как они, плохо проветриваются или недостаточно освещены).

Второе направление - вертикальная планировка. Это приспособление и изменение естественного рельефа городской территории к инженерно-транспортным нуждам и застройке [1].

[1 Станкеев В. М., Страментов А. Е. Вертикальная планировка городских территорий. М.; Л., 1947.]

К вертикальной планировке относится создание рельефа, благоприятного для движения транспорта, канализирования районов города, размещения подземных сооружений, разрешения отдельных вопросов инженерной подготовки территории (например, обвалование города, подъем отметок поверхности городской территории при затоплении ее паводками, подсыпка заболоченных участков и т. п.).

Долгое время геоморфологические исследования в городах ограничивались решением этих двух задач. Решались они довольно успешно. Были выработаны критерии выявления неблагоприятных для строительства территорий, ряд которых был закреплен в «Строительных нормах и правилах» (СНиП).

Известно, что в строительстве при расчете инженерных сооружений, объема земляных работ необходима точная (цифровая) информация о размерностях рельефа для оценки соотношения параметров проектируемых инженерных сооружений с линейными и площадными характеристиками рельефа. Как известно, рельеф - это совокупность неровностей (форм) земной поверхности, разных но очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Точная характеристика внешних черт рельефа обеспечивается путем измерений на местности и на карте. Метод количественной характеристики рельефа называется морфометрическим. Комплексом морфометрических показателей можно отразить все разнообразие форм и их соотношения, взаимосвязь инженерных сооружений и рельефа, изменение соотношений во времени и пространстве.

К сожалению, морфометрический метод оказался единственным геоморфологическим инструментом, взятым на вооружение градостроителями. При этом используются далеко не все возможности этого емкого метода. В чем же дело? Прежде всего в отсутствии интереса геоморфологов к территориям городов. До недавнего времени велись острые дискуссии, что и как должен изучать геоморфолог в городе, так как неясно, что считать «рельефом». Если здания, асфальто-бетонные покрытия, эстакады и т. п. сооружения являются техногенными элементами геологической среды, а рельеф - внешнее ограничение геологической среды, то, вероятно, «рельеф города» - это совокупность неровностей земной поверхности как естественных, так и «построенных» (здания и сооружения). Это оригинальное мнение существует среди архитекторов. Геоморфологи же, по нашему мнению, должны сосредоточить свое внимание на рельефе, имеющем геологическую основу (в определении академика Е. М. Сергеева в геологическую среду включаются техногенные отложения и только те сооружения, что внедрены в геологическое тело). Здесь следует напомнить, что рельеф - это не застывшая форма. Это понятие целостное, синтетическое. По мнению Н. А. Флоренсова и С. С. Коржуева, рельеф не только поверхность, но и некоторый объем (тело), и этим представление о рельефе не ограничивается: на количественной основе (объемы частных форм, их протяженность, размеры промежутков между ними и т. д.) вырастает качественное начало, знакомое каждому, кто внимательно наблюдал как искусственный (техногенный) рельеф, так и естественный. Рельеф способен развиваться, изменяться, увеличиваться и уменьшаться, возникать и исчезать, внося в природу свои особые возможности [2]. Мы говорим об энергии, динамике, эволюции, устойчивости рельефа и т. д.

[2 Флоренсов Н. А., Коржуев С. С. Еще раз о понятии «рельеф»//Геоморфология. 1986. № 2. С. 26.]

В этом разделе изложены результаты инженерно-геоморфологических исследований, проведенных с позиций системного подхода. Рельеф рассматривался как важный элемент сложной прн-родно-техногенной системы. Основное внимание сосредоточено на результатах морфометрического и морфолитологического анализа рельефа. Геоморфологические исследования для инженерных целей пока носят полуколичественпый характер. Однако прогресс в понимании природных процессов невозможен без установления рациональных способов формализации результатов исследований. И в этом отношении морфометрические методы отвечают требованиям времени. Количественные характеристики геологической среды с применением обработки данных на ЭВМ позволят построить определенную математическую модель прогноза развития рельефа и рыхлых отложений.

Морфометрический анализ рельефа был проведен по ряду показателей. Степень освоения территории эрозионной сетью (овражно-балочной и речной) характеризуется показателем густоты (или горизонтального) расчленения. Размах высот, превышения одних элементов рельефа над другими характеризуются показателем глубины (вертикального) расчленения. Весьма важен и показатель уклонов, крутизны склонов.

Для оценки состояния рельефа и прогноза последующих явлений особенно важен расчет показателей за разные интервалы лет, так как он позволяет количественно изучать скорость, распространение и интенсивность экзогенных эрозионно-денудацион-ных процессов и предусматривать необходимые меры по борьбе с ними [3].

[3 Спиридонов А. И. Основы общей методики полевых геоморфологических исследований и геоморфологического картирования. М., 1975.]

Первоначальные уклоны, глубина и густота расчленения являются важнейшими условиями при выборе типа инженерных и строительных сооружений, а также дают объективные критерии оценки объема будущих земляных работ.

Морфометрический анализ современного рельефа позволил выяснить объективные различия геоморфологических районов города Москвы. Для большей части города характерны небольшие превышения (5 - 15 м/км2) и уклоны (0 - 3°), густота расчленения колеблется в пределах 0,5 - 1,5 км/км2. По морфологическим параметрам была проведена оценка современного рельефа с точки зрения благоприятности для застройки. Наличие на застраиваемой территории незначительного числа мелких оврагов не является большой помехой для строительства, и территория считается в этом отношении благоприятной. Наиболее неблагоприятным для строительства условием является наличие крупных оврагов [4]. Здесь следует заметить, что так называемые неблагоприятные условия для строительства, взятые для анализа рельефа Москвы из СНиП, можно отнести к разряду экономических, так как степень неблагоприятности определяется в основном затратами на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений (увеличением капиталовложений).

[4 Справочник проектировщика: Градостроительство. М.: Стройиздат, 1978.]

В целом рельеф Москвы относится к категории благоприятного и относительно благоприятного для строительства. Но участки с благоприятными условиями мозаично сочетаются с участками с более сложными условиями. В результате значительные по площади территории требуют предварительной подготовки для проведения строительных работ.

В Москве наиболее сложны для застройки правобережье р. Москвы и живописные холмы Теплостанской возвышенности. Эта территория как уже говорилось, характеризуется большими превышениями, густотой расчленения и крутизной склонов, что создает немалые трудности для строительства. Наиболее сложные, можно сказать экстремальные, условия на крутых оползневых склонах Ленинских гор, Филей, Коломенского. Они практически не застраиваются, используются лишь как зоны отдыха. Однако для сохранения этих живописных уголков столицы необходимо бережное отношение к ним не только со стороны строителей, осваивающих соседние участки, но и со стороны посещающих эти места москвичей. Оползневые склоны динамически неустойчивы, не исключена возможность оживления оползневых процессов, поэтому здесь ведутся постоянные наблюдения за их состоянием. Сложны для строительства и отдельные участки Мещерской равнины, Северной моренной равнины, долин Яузы, Лихоборки, Серебрянки.

Геоморфологическая оценка городского рельефа по морфометрическим показателям рельефа современного не позволяет в полной мере выявить неблагоприятные условия для строительства, так как по мере роста города застраивались и благоустраивались старые сельскохозяйственные угодья, болота, пески, засыпались овраги, пруды, срезались холмы и т. д. Все эти мероприятия были связаны с перемещением масс грунта, иногда весьма значительных. Пониженные участки рельефа Москвы засыпались в течение многих веков. Образовывались насыпи («культурные слои»), иногда достигающие 10 - 15 м высоты. Наиболее древние и мощные слои насыпей встречаются в местах бывших русел речек, оврагов и болот.

Застройка Москвы, как и многих других древних городов, проводилась индивидуально - владельцами земельных участков без каких-либо общих планов строительства. Нередко даже в пределах одного квартала отдельные здания были расположены на разных уровнях относительно улицы. В результате для многих кварталов старых городов характерны неоправданные продольные уклоны улиц, заниженное расположение зданий, дворов, отсутствие видимости при переломах продольного профиля улиц и затопление кварталов при паводках.

На таких исторически освоенных территориях, как Москва, новые места застройки часто планируются в районах с уже измененным рельефом, рельефом, приведенным предшествовавшими планировочными работами в соответствие с требованиями строительства, т. е. на территориях, ныне благоприятных по морфометрическим показателям. Чтобы до конца выяснить возможности избранного метода оценки рельефа, был привлечен дополнительный материал: информация об изменениях рельефа в результате хозяйственного освоения, о мощностях техногенных отложений и сведения о техногенных процессах и явлениях на освоенной территории.

Для того чтобы выявить характер первозданного рельефа в каждом конкретном случае, полезно сравнить разновременные топографические карты исследуемой территории. Для территории г. Москвы эта работа осложнена тем, что карты в XVIII - XIX вв. составлялись в другом масштабе, в других единицах измерений и не на всю нынешнюю территорию города. Наиболее хорошо обеспечен район в черте Камер-Коллежского вала и именно он уже в какой-то мере проанализирован с точки зрения изменения рельефа в ряде работ (Дик и др., 1949; Борзов и др., 1950; Котлов, 1961, 1962; и др.). Составлены схемы гпдросети, мощностей техногенных отложений, рассмотрены некоторые негативные явления, вызванные изменениями рельефа. Однако оценка изменений рельефа в основном была сделана на качественном уровне. Для инженерных целей качественной оценки недостаточно, необходима количественная оценка, позволяющая перейти к моделированию рельефа. Этим и объясняется выбор автором этой книги метода оценки изменений рельефа, основанного на сравнении морфометрических показателей и мощностей техногенных отложений.

По мощности техногенных отложений принято судить о степени изменения рельефа. Однако в ходе работы выяснилось, что наличие даже мощного слоя техногенных отложений не всегда свидетельствует об изменениях морфометрических характеристик рельефа. Так, при прокладке коммуникаций образуется слой техногенных отложений в среднем до 3 и (перекопанный естественный грунт с нарушенной структурой), а морфометрические характеристики местности изменяются далеко не всегда; мощные техногенные отложения на территории старой Москвы сосредоточены в бывших колодцах, но и это не говорит об изменениях рельефа. Таким образом, мощность техногенных отложений скорее можно рассматривать как показатель глубины поверхностного воздействия градостроительства на геологическую среду.

Сравнение морфометрических характеристик современного рельефа и дотехногенного показало, что крупные геоморфологические формы в целом сохранили морфологический облик. Однако градостроительная деятельность, в течение длительного времени сосредоточенная в долине р. Москвы, привела к повышению абсолютных отметок долинного рельефа п уровня воды в реке. Водораздельные же отметки местами сильно снижены. Все это нарушило естественные связи между морфометрическими параметрами рельефа, снизило активность некоторых природных процессов (плоскостного смыва, боковой и линейной эрозии и др.) и привело к развитию на территории города комплекса техногенных процессов (подтопление, суффозия, оседание и др.), не свойственных естественным условиям.

Можно выделить три группы районов, где произошли радикальные изменения рельефа: 1) районы, ранее неблагоприятные по морфометрическим показателям и приведенные планировочными работами в соответствие с требованиями норм строительства; 2) районы, которые по морфометрии рельефа удовлетворяли строительным нормам, но были неблагоприятны по инженерно-геологическим и гидрологическим условиям (заболоченные участки, низкие затапливаемые участки пойм); и 3) районы, где в связи с народнохозяйственными нуждами создавались искусственные формы рельефа: дамбы, насыпи, выемки, каналы, карьеры.

Наибольшие изменения претерпел долинный рельеф (табл. 2). Здесь градостроительная деятельность была направлена на снижение энергии рельефа, что и привело к нарушению естественных связей морфометрических параметров, снижению активности некоторых природных процессов. Так, изменен характер поверхностного стока, его скорость и нередко - направление.

При благоустройстве неудобий были произведены большие площадные и линейные засыпки, в результате часть из них перешла в другую категорию неблагоприятности - по мощности техногенных отложений. Состав насыпи довольно часто был разнороден, с большим включением строительного и прочего мусора и, несмотря на механическое уплотнение, положенное в таких случаях, естественное уплотнение грунта происходит неравномерно. Инженерно-строительная и хозяйственная деятельность - проходка тоннелей, откачки и водозаборы, движение наземного и подземного транспорта, утечки из коммуникаций - также создает определенные динамические и статичные нагрузки на грунт. Наиболее восприимчивы к такого рода воздействиям техногенные грунты и пойменные отложения, характеризующиеся неоднородным строением, слабым уплотнением и присутствием органики. И, как результат, - проявление ряда нежелательных техногенных явлений, влияющих на состояние материально-технических объектов.

Таблица 2

Наиболее характерные изменения рельефа в результате градостроительства

Формы рельефа

Техногенные изменения

Приводораздельные поверхности, пологие, слаборасчлененные

Вертикальная планировка: уничтожение микрорельефа (бугров, западин, водосборных понижений), создание рельефа, обеспечивающего сток атмосферных осадков, необходимый уклон железных и автомобильных дорог. Морфометрические характеристики поверхности изменены слабо, в основном снижены абсолютные отметки и незначительно изменены уклоны.

Пологие приводораздельные склоны, слаборасчлененные верхними звеньями эрозионной сети

Общее нивелирование поверхности: срезка возвышений, выполаживание уступов, террасирование, уничтожение малой дренажной сети, сознательное и стихийное накопление техногенных отложений в западинах, на заболоченных участках. Изменение морфометрических характеристик склонов идет в основном в направлении уменьшения уклонов, глубины и густоты расчленения, создания прямого профиля склона. Устройство долговременных выемок (карьеров, дорожных прорезей, рвов, траншей, каналов, копаных прудов) местами увеличивает перечисленные морфометрические характеристики.

Крутые и очень крутые склоны, сильнорасчлененные овражно-балочной сетью

Мероприятия направлены на борьбу с экзогенными процессами: укрепление подпорными стенками, выполаживание, дренаж, уничтожение овражно-балочной сети. Воздействие па смежные территории нередко вызывает активизацию обвально-оползневых процессов. Морфометрические характеристики меняются, но остаются экстремальными.

Пологие придолинные склоны, расчлененные овражно-балочной сетью

Изменены практически все морфометрические характеристики рельефа за счет инженерной нивелировки поверхности, устройства насыпей и выемок для дорог, каналов, перевода некоторых отрицательных форм в погребенное состояние, канализации естественной дренажной сети, образования техногенных отрицательных форм - мульд оседания над депрессиями подземных вод, проседания поверхности из-за уплотнения пород под действием статических и динамических нагрузок, обезвоживания грунтов и термоусадок.

Надпойменные и пойменные террасы реки

Изменены морфометрические, морфологические и морфолитологические характеристики рельефа долины: уничтожены бровки и тыловые швы террас, старицы, прирусловые валы, овражно-балочная сеть, полностью или частично уничтожен долинный рельеф карьерной добычей строительных материалов, созданы новые террасовые уровни, новые акватории, новые положительные формы (городища, курганы, дамбы, валы, насыпи, плотины), ведется целенаправленное повышение абсолютных отметок, уничтожена малая дренажная сеть, частично канализирована речная, активизировались карстово-суффозионные процессы с образованием воронок и провалов па поверхности. Большие мощности техногенных отложений и интенсивное техногенное воздействие приводит к появлению на поверхности отрицательных техногенных микро- и мезоформ рельефа (провалов и просадок).

Берега реки

Значительно изменена конфигурация берега и его пространственная ориентация за счет: создания каналов, водохранилищ, спрямления русла, укрепления берегов, сооружения дамб, подсыпки поймы, стихийного накопления техногенных отложений, техногенной линейной и плоскостной эрозии, переработки берегов.

Русло реки

Практически полностью зарегулированы ширина, глубина и водность. Стихийное накопление аллювия и техногенных отложений регулируются механической чисткой русла (углублением и расширением его), искусственной обводненностью.

Для Москвы был проведен геоморфологический анализ речной сети, речных водосборных бассейнов, так как наибольшие изменения претерпела именно речная и овражно-балочная сеть. Водосборный бассейн представляет собой сложную геоморфологическую форму и может быть охарактеризован не только морфометрическими, но и гидрологическими и геологическими показателями, между которыми наблюдается определенная взамозависимость. Морфометрические показатели, такие, как площадь и уклон, косвенно характеризуют эрозионную деятельность потока. По данным А. И. Скоморохова [5], при водосборе площадью менее 0,1 км2 и уклоне 3 - 4° поток не способен производить значительные разрушения. Площадь водосбора, равная 0,5 - 1,5 км2, при том же уклоне обеспечивает силу потока, способную создавать врез с глубоким вершинным перепадом. Уничтожение мелкой естественной дренажной сети приводит к увеличению площади водосбора более крупных водотоков, увеличивает их водность.

[5 Скоморохов А. И. К развитию форм овражно-балочного рельефа//Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1981. № 5.]

Снижение динамической силы водного потока и регулирование поверхностного стока на территории города обычно достигается системой запруд, созданием прудов, водозадерживающих и водонаправляющих валов. Эти и другие инженерно-технические мероприятия ломают относительно отлаженную гидрографическую струкуру речного бассейна, что неизменно кончается перестройкой рельефа и, как следствие, активизацией экзогенных (и в частности, эрозионных) процессов.

Рис. 3. Схема речных бассейнов Москвы

1 - 3 - границы бассейнов рек: Яузы, Сетуни, Городни (1), их притоков (3) и уничтоженных притоков р. Москвы (2); 4 - 7 - степень техногенного изменения структуры речной сети в бассейне (по количеству уничтоженных водотоков и тальвегов овражно-балочной сети, в %): 4 - до 10%, 5 - 11 - 50, 6 - 51 - 90, 7 - 100%, 8 - площади техногенных отложений мощностью более 3 м. Цифры на схеме - номера бассейнов

В Москве ряд рек полностью уничтожен. Влияние инженерно-технических мероприятий по приведению рельефа города в соответствие с требованиями строительства на морфологические и гидрологические характеристики водосборных бассейнов огромно: это и выравнивание склонов, и уничтожение мелкой дренажной сети, и выполаживание уклонов тальвегов водотоков (засыпка поймы и заключение в трубу водотока), и переведение поверхностного стока системой ливневой канализации в подземный. В результате структура и морфометрия водосборных бассейнов изменилась, а значительная часть их площади стала водонепроницаемой. Так как основная часть осадков остается на поверхности, а система водостоков с крыш домов придает струям определенную динамическую силу, поверхностный сток стал более интенсивным, чем он был на более расчлененной, но хорошо дренированной территории. Созданная система ливневой канализации (искусственные русла временных водотоков) не справляется с резко возросшим стоком и постоянно забивается транспортируемыми наносами.

На схеме (рис. 3) показаны водосборные бассейны главных рек и речек города. Почти треть территории столицы принадлежит бассейну Яузы. По признаку интенсивности техногенной нагрузки на бассейн их можно объединить в три группы (здесь и далее - см. табл. 3 и рис. 3).

Первая группа бассейнов с наименьшими техногенными изменениями, с собственным русловым стоком, сохранивших в целом свою структуру (морфометрические и гидрографические характеристики). Это бассейны Сетуни и Чертановки, Ички и Чермянки, верховий Яузы. Инженерные преобразования в бассейнах, принадлежащих Северной моренной и флювиогляциальной равнине (1, 3, 4), направлены на борьбу с заболоченностью н площадной суффозией, на предотвращение подтоплепия и образовании верховодки. В бассейнах, принадлежащих Теплостанской возвышенности (7, 8, 12), главное препятствие для строительства - большая глубина и густота расчленения, а также процессы - оползневые, эрозионные, суффозии и плоскостного смыва.

В наибольшей степени техногенезом изменена приустьевая часть бассейна Сетуни (8). Здесь мощность техногенных отложений на пойме 3 - 6 м, плотность застройки до 30 - 50%, коэффициент поверхностного стока 0,40.

Вторая группа бассейнов включает водосборные бассейны, испытавшие значительные преобразования в процессе градостроительства. Это бассейн Яузы (2), гидрографическая сеть которого изменена наиболее сильно в нижнем течении реки. Здесь уничтожена полностью овражно-балочная и речная сеть притоков, а русло Яузы в значительной степени спрямлено и зарегулировано. В целом в бассейне уничтожено 16% гидросети, но из них 68% в среднем и нижнем течении реки. К этой группе можно отнести бассейны рек Граворонки (16), Лихоборки (5), Раменки (9), Городни (10-11), Котловки (18).

Таблица 3

Инженерно-геоморфологическая оценка техногенных изменений структуры бассейнов города Москвы

Третья группа бассейнов - это водосборы рек Неглинной, Пресни, Ходынки, Кровянки, Фильки (13 - 15, 17, 18) и Серебрянки (6). Вероятно, их можно считать полностью техногенными, так как рек уже нет, они заключены в коллектор, рельеф водосбора сильно изменен. На отдельных участках проведены столь значительные земляные работы, что только по топографическим картам прошлого века можно провести линии водоразделов. Мелкая дренажная сеть уничтожена полностью и практически не прослеживается в рельефе. С трудом можно провести линии тальвегов главных водотоков. Кроме того, естественный грунт (существенно песчаный), обладающий хорошими несущими свойствами, заменен либо полностью, либо частично техногенными разнородными грунтами, мощностью до 20 м. Практически сплошная закрытость территории свела к минимуму проявления поверхностных рельефообразующнх процессов, которые здесь имеют скрытый «подземный» характер. Преобразования, проведенные в этих бассейнах, были направлены не столько на борьбу с негативными экзогенными процессами (эрозией, русловой деятельностью рек, заболоченностью), сколько па максимальное приспособление этих центральных территорий для нужд градостроительства. К устьевым участкам этих же бассейнов приурочена и зона наибольшей активизации техногенных процессов (просадки, деформации зданий, нарушение асфальтового покрытия в результате вымывания подстилающего грунта).

Вновь обратимся к истории. Данные табл. 4 наглядно демонстрируют те изменения, что произошли в бассейне р. Неглинной почти за 100 лет. В 1886 г. городским инженером П. М. Левачевым была составлена «Пояснительная записка к проекту по исправлению Неглинного канала». В записке характеризуется весь бассейн р. Неглинной, верховья которой не были освоены городской застройкой. Это были огороды и пашни, а река текла в естественных берегах, в трубу была заключена только нижняя, третья ее часть. Обследование было предпринято, как известно, в связи с разрушением канала (трубы) под воздействием не полностью зарегулированного потока, причинявшего большие неприятности в моменты разлива («выход из берегов») Неглинной. Перерасчет диаметра трубы и уклона искусственного русла был проведен с учетом водного баланса на территории бассейна в зависимости от характера поверхности (закрытость территории), длины склонов и площади водосбора территорий с различными характеристиками водного баланса. Расчеты для канала р. Неглшшой проводились но всем правилам гидротехники, но без учета перспективного строительства в бассейне. В результате Неглинная еще долгое время давала о себе знать.

Анализ речной сети Москвы показывает, что место, выбранное 800 лет назад, как уже говорилось, было идеальным для строительства города-крепости. Реки Москвы, Яуза, Неглинка - естественные водные преграды при обороне, а в мирное время - торговые пути, сходятся у стен Кремля, вокруг которого рос город. В настоящее время это обстоятельство привело к тому, что именно в центре города происходит разгрузка речных бассейнов Яузы и Сетуни. Кроме того, на территории города в р. Москву выше по течению от центра осуществляется сток рек Сходни и Химки, бассейны которых выходят за черту города и активно осваиваются. Здесь сосредоточено большое количество предприятий, отходы которых, несмотря на очистные сооружения, загрязняют как поверхностные, так и подземные воды (пока обеспечивается неполная очистка сточных вод, часть их поступает в открытые водоемы) [6]. Таким образом, наиболее загрязненными оказываются центр города и левобережье Москвы, дренируемые Яузой, Химкой и Сходней.

[6 Поляк Г. Б., Софронова Е. В. Генеральный план и бюджет Москвы. М.: Финансы, 1973.]

Таблица 4

Изменения поверхностного стока в бассейне р. Неглинной за 97 лет

Территория Теплостанской возвышенности, интенсивно осваиваемая под жилищное строительство, отвечает современным требованиям к городским застройкам в экологическом отношении. Транзитных рек здесь нет. Загрязнение извне отсутствует. Реки, дренирующие территорию, разгружаются либо ниже центра, либо за пределами города, что свойственно только этому району Москвы.

Взгляд на город как на систему речных бассейнов, так называемый бассейновый подход, имеет ряд «плюсов» и «минусов». «Главный плюс» заключается в возможности провести анализ в строго определенных линией водораздела географических и геоморфологических границах. «Минус» - в том, что избранные геоморфологические границы в данном случае абсолютно не совпадают с геологическими (границами геологических тел).

В 1933 г. А. А. Борзов и Л. И. Семихатова писали: «География есть наука о пространственных отношениях явлений конкретного мира и о тех естественных комбинациях этих явлений, которые в своем закономерном распределении по земной поверхности создают лик Земли». А. А. Борзов предлагал исследовать «естественные комплексы - ландшафты» и те закономерности, «которые определяют их органическое единство» [7].

[7 Борзов А. А., Семихатова Л. И. Географические экскурсии под Москвой. М., 1933. С. 4-5.]

Одна из общих проблем, возникающих перед геоморфологами при исследовании городов, состоит в установлении взаимных связей между рельефом и городскими сооружениями. Наиболее благоприятные условия для строительства создаются при гармоничном сочетании ведущих природных факторов и технических условий проектирования. Решение этой проблемы идет пока на уровне «архитектуры ландшафта». Активную позицию занимают архитекторы-проектировщики. А геоморфологи сосредоточили свой поиск в основном в направлении «подобия форм», выявляя такие рельефообразующие инженерные мероприятия, которые бы, с одной стороны, наилучшим образом соответствовали природным процессам, а с другой - позволяли улучшать естественный ландшафт. Но решение указанной проблемы на уровне морфологического подобия в принципе неверно, так как только совместный (сопряженный) анализ рельефа и особенностей геологического субстрата позволит создать «ландшафты подобия», органично сочетающиеся с естественными ландшафтами. В системе геоморфологических исследований эту задачу решает морфолитологический анализ.

Рис. 4. Логическая модель взаимосвязей между различными морфолитосистемами на территории Москвы

1 - плоские моренные холмы; г - плоская флювиогляциальвая равнина; 3 - третья надпойменная терраса р. Москвы; 4 - вторая, первая и пойменная террасы Москвы и Яузы; 5 - оползневые склоны; с - расчлененная флювиогляциальная равнина; 7 - моренные сильно расчлененные холмы; 8 - контрастные переходы; 9 - постепенные переходы

Морфолитологический анализ предполагает совместное рассмотрение рельефа (морфо-) и геологического субстрата (лито-) в их органическом единстве. Сложность проведения такого анализа заключается в выделении необходимого объема геологического субстрата. Вопрос об этом объеме в каждом конкретном случае должен решаться по-разному. Весьма рациональное предложение внес А. А. Асеев [8]: когда форма рельефа понимается как объемное тело, верхней границей его служит дневная поверхность, а нижней - та поверхность раздела в образующем его геологическом субстрате, которая существенно важна для понимания происхождения формы рельефа данной размерности. Размерность изучаемых форм рельефа отражает и глубину их заложения. Для понимания происхождения, например, древнеледникового рельефа равнин (а к этому типу относится рельеф Москвы), по мнению А. А. Асеева, достаточна корреляция его с поверхностью коренных пород. Между рельефом и рыхлыми четвертичными отложениями наблюдается особенно тесная связь. Формируясь одновременно и под воздействием одних и тех же факторов, рельеф и рыхлые отложения являются сопряженными образованиями.

[8 Асеев А. А. Геоморфологические корреляции: Настоящее и будущее// Геоморфология. 1987. № 1. С. 17 - 21.]

При изучении геологического субстрата геоморфолог в отличие от геолога должен сосредоточить свое внимание не столько на составе, строении и на истории развития геологической среды, сколько на тех ее особенностях, которые определяют формирование и развитие рельефа. Именно поэтому нам кажется правомерным введение термина «морфолитосистема» как единицы членения геологической среды с геоморфологических позиций (от рельефа к геологическому субстрату). Термин «морфолитосистема» подчеркивает единство формы и содержания: формы (морфо-), геологического субстрата (лито-) - и их органическое единство (система). Возможно, он недостаточно красиво звучит, однако соответствует требованию «просто, доступно и точно».

Чтобы не утомлять неискушенного читателя, однако уже успевшего понять всю сложность геоморфологических исследований в городе, не будем останавливаться на подробностях проведенных исследований, а специалистов адресуем к научным работам, написанным автором и его коллегами по результатам этих исследований.

В ходе анализа (с применением методов математической статистики) удалось установить последовательный ряд однотипных (однородных) участков морфолитосистемы от практически неизмененных до техногенных, что позволяет не только оценить степень изменения природной среды по совокупности геоморфологических показателей, но может быть полезным для оценки и прогноза условий устойчивости рельефа территорий, еще не освоенных. На схеме (рис. 4) показаны связи между естественными группами однотипных участков морфолитосистемы.

Анализ связей между морфометрическими и литологическими характеристиками рельефа позволил сделать вывод, что выравнивание рельефа путем частичных засыпок и осушения речной (дренажной) системы, уменьшение естественных уклонов, срезки склонов и подсыпки привели к нарушению природных закономерностей в его строении, к нарушению равновесного состояния природной системы, изменению характера экзогенных процессов. Рассмотрим этот вывод па конкретном примере.

В 1856 г. инженер-генерал-лейтенант барон А. И. Дельвиг с целью проведения водопровода для военного лагеря на Ходынском поле составил карту рельефа бассейна речки Ходынки. Она хранится в Музее истории Москвы. Карта помогла автору в проведении анализа изменений условий протекания процессов эрозии в бассейне Ходынки за последние 100 лет.

Процесс эрозии, как известно, определяется климатическими, геологическими и геоморфологическими факторами. Среди последних важное место занимают уклон, глубина и густота расчленения - показатели, характеризующие энергию рельефа. Климатические и геологические условия на избранном для анализа участке однородные. Плоскостной смыв и эрозия на склонах определяются количеством осадков, стекающих по поверхности. Величина поверхностного стока является комплексной динамической характеристикой и зависит как от уклона, так и от характера породы, точнее, от ее водопроницаемости. Изменения величины поверхностного стока во времени свидетельствуют об изменении направленности экзогенных процессов.

В естественном виде та часть бассейна Ходынки, где барон А. И. Дельвиг проектировал водопровод, представляла собой эрозионную долину с крутыми склонами и множеством мелких оврагов и овражков, с близким залеганием грунтовых вод. Местность была не застроена. В настоящее время отмечается ряд изменений рельефа. Проведена застройка, сформировался слой техногенных отложений. Если говорить более конкретно, то снизились густота и глубина расчленения, причем густота - в большей мере, уменьшились уклоны. Это вполне объяснимо, поскольку при строительстве обычно бывает проще ликвидировать небольшие промоины, водотоки и временные русла, определяющие величину густоты расчленения, чем выровнять крупные формы рельефа - засыпать долину, срыть холм и т. п. (хотя при современной технике и это не так уж трудно).

За прошедшие 100 лет изменился характер водопроницаемости субстрата. В среднем па 18% территория стала водонепроницаемой (за счет застройки и асфальтирования). Величина поверхностного стока могла бы возрасти за счет роста закрытости, но осталась на прежнем уровне, так как уклоны поверхности сильно уменьшились. Напрашивается вывод, что на исследованном участке бассейна р. Ходынки при строительном освоении неудобной территории эрозионная опасность в целом не увеличилась. Да, это так. Поверхностная эрозия - эрозия, производимая водным потоком, не только не увеличилась, по даже снизилась. Дождевые воды уже не размывают грунт, не происходят образования новых промоин и рост оврагов. Дождевые воды просачиваются в грунт. Создаются условия для процесса суффозии, что не менее опасно. Об этом и других процессах мы поговорим в следующем разделе, а здесь следует сказать, что для прогноза интенсивности эрозионно-денудационных процессов в городе нужна постоянная информация о характере поверхности (изменениях рельефа, водопроницаемости), величинах поверхностного стока - необходима система слежения за состоянием городской среды - мониторинг.