Известия РАН. Серия географическая, 2021, T. 85, № 2, стр. 238-247
Последствия техногенного погребения рек в городах (на примере Москвы)
В. А. Неходцев *
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет
Москва, Россия
* E-mail: baban.n@mail.ru
Поступила в редакцию 11.01.2020
После доработки 12.12.2020
Принята к публикации 22.12.2020
Аннотация
На основе комплексного анализа предложена схема процессов – последствий антропо-техногенного погребения речных долин в городах. Для территории г. Москвы (в пределах МКАД) показана последовательность изменения компонентов сложившейся природной среды города после засыпки долин. Рассчитано, что с конца XIX в. объем поверхностного стока возрос на 200–280%; в несколько раз увеличился твердый сток с территории (до 60–90 м3/год с 1 км2). В пределах засыпанных долин развиваются просадочные, суффозионные и осадочные процессы. Грунтовый сток перестраивается, он идет по засыпанным долинам, сопровождается суффозионным выносом и общим понижением территории на 2–3 мм/год; интенсифицируются процессы подтопления; на порядок повышается минерализация грунтовых вод, которые становятся агрессивными для подземных коммуникаций. Разрушение коллекторов подземных рек ведет к аварийным провалам земной поверхности. Уничтожение гидросети вызывает ухудшение экологической обстановки: малые реки (включая их подземные части) стали коллекторами загрязняющих веществ. Через несколько лет после засыпки рек из-за изменения грунтового стока в Москве активизировались карстово-суффозионные процессы, приведшие к деформации и/или разрушению десятков зданий.
ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Примерно с конца XIX в. началось активное заключение оврагов и речных долин г. Москвы в подземные коллекторы. К настоящему времени на территории города (внутри МКАД) из имевшихся 130–140 рек и ручьев (не считая мелких оврагов) полностью или частично уцелели около 50 рек, т.е. меньше половины (Москва…, 1997; Насимович, 1996). В крупном городе с плотной застройкой техногенно-погребенные долины с закрытым “стоком” наносят значительный ущерб городскому хозяйству. Для районов, где развиты такие долины, характерна интенсификация геолого-геоморфологических и эколого-геохимических процессов, что связано в первую очередь с увеличением объема грунтовых вод.
В настоящей статье предлагается определенное обобщение результатов работ разного профиля, направленное на систематизацию данных о реальных и потенциальных рисках, связанных с искусственно погребенной эрозионной сетью на городских территориях (для платформенных условий). Результат исследования, на наш взгляд, может быть использован при мониторинге и прогнозе опасных геопроцессов в пределах технопогребенных долин, а также для оптимизации городского пространства.
ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Значительное внимание подземным и погребенным формам рельефа в городах уделено в трудах Ф.В. Котлова (1962, 1968). Но геолого-геоморфологические монографии были посвящены преимущественно естественному палеорельефу – погребенным доюрским и дочетвертичным долинам. Искусственно погребенная гидросеть рассматривалась, например, в работах (Кофф и др., 1997; Город…, 1997). Много количественных данных собрано в обобщающей монографии (Москва…, 1997).
Литературные источники, посвященные устройству подземных водонесущих коллекторов, носят технический либо исторический характер; обобщающих работ в этой области сравнительно мало (Ивлев, 1954; Кротков, 1896; Насимович, 1996). Вместе с разновозрастными картами такая литература дает информацию о времени антропогенного погребения врезов (что необходимо для оценки скоростей подземных процессов) и о конструкционных особенностях коллекторов. Характеристики загрязнения и сведения о динамике (квази)природных процессов приводятся в ежегодно публикуемых Правительством Москвы докладах [например, (Доклад…, 2015)].
Среди работ по оценке влияния урбанизации на сток необходимо отметить труды (Львович, 1974, 1986; Коронкевич и др., 2017; Коронкевич, Мельник, 2015а, 2015б; Шикломанов, 1989; Ясинский, 2000).
Геоморфологических исследований, специально посвященных “рельефу” подземных полостей и его связи с собственно рельефом, крайне мало, а по некоторым генетическим комплексам до последнего времени практически не было геоморфологических описаний, например, по флювиальному субрельефу в искусственных коллекторах (Болысов, Неходцев, 2016; Болысов и др., 2017). Разработка научной концепции геоморфологического изучения субрельефа (“рельефа” подземных полостей) началась с 2010 г., а сбор информации – с 2007 г. (Болысов, Неходцев, 2020). Автором непосредственно изучено (подземными и наземными обследованиями) порядка 400 км искусственно погребенной московской гидросети, в том числе заключенных в коллекторы рек и ручьев. Отметим также монографию (Геоморфология…, 2017), в которой рассматривается антропогенная трансформация флювиального рельефа и речных бассейнов малых рек Москвы.
В настоящей работе использованы материалы архивных геологических отчетов, полученных в Росгеолфонде, а также информация, содержащаяся в геологическом атласе Москвы (Геологический…, 2010). На камеральном этапе изучался топографический и исторический материал с целью нахождения точных границ засыпанных долин. Этот метод оказался даже более точным, чем анализ данных колонкового бурения, при котором часто не расчленяют техногенные отложения склонов, культурный слой и грунты, которыми была засыпана долина.
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
Водотоки засыпанных долин и малых эрозионных форм в большинстве случаев заключали в подземные коллекторы (трубы) и включали в дренажно-ливневую систему города. При заключении водотока под землю сначала сооружают коллектор, а затем, после перевода водотока в него, засыпают грунтом долину и коллектор. Параллельно под окрестными улицами сооружается ливнесточная канализация (отвод поверхностного стока), подключаемая к коллектору подземной реки. Важно отметить, что поступление грунтовых вод в коллектор конструкционно обычно не предусмотрено. Полностью подземная река (без сохранившихся наземных участков) представляет собой разветвленную древовидную сеть коллекторов с расширяющимся к устью поперечным сечением. Строго говоря, такое инженерное сооружение не является рекой (как результатом, в значительной степени, разгрузки грунтовых вод), а концентрирует лишь поверхностный сток и некоторые промышленные отходы.
Самые ранние трубы, ныне не сохранившиеся, строились из дерева и частично из кирпича. С 1870–80-х годов начинается активное сооружение речных и ливнесточных коллекторов из кирпича (Геоморфология…, 2017). Почти все кирпичные ливневые сооружения эксплуатируются до сих пор. Самые крупные кирпичные трубы, встреченные автором, достигали 5.5 м в поперечнике. С 1940-х годов технология сооружения подземных коллекторов поменялась – стали использоваться только сборные железобетонные конструкции; набирались одинаковые прямоугольные или круглые секции, а швы между ними замазывались цементом. Современные железобетонные коллекторы могут достигать в поперечнике 5–7 м.
Процесс эволюции погребенных долин как самостоятельных форм флювиального рельефа, следовательно, практически полностью остановлен. Но как геологические образования и инженерная инфраструктура они продолжают активно функционировать в течение десятков и сотен лет, участвуя в комплексе геолого-геоморфологических процессов, в том числе влияющих на современный рельеф и экологическую обстановку.
ОПАСНЫЕ И НЕБЛАГОПРИЯТНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОГРЕБЕННЫХ ДОЛИНАХ
Техногенное погребение водотоков в геологическом масштабе мгновенно и меняет многие компоненты сложившейся городской среды. Засыпка долин приводит к уничтожению дренирующего каркаса города, существенно меняет многие морфометрические показатели – уменьшаются густота расчленения и общие уклоны территории, наблюдается тенденция к общей потере энергии рельефа. Все это приводит к изменению структуры поверхностного стока на урбанизированных территориях. Система подземных речек и ливнестоков становится новым дренирующим каркасом города, по которому осуществляется отведение стока с водонепроницаемых поверхностей. Среднегодовой сток подземных рек и ливнестоков в плотно застроенных городах сопоставим со стоком рек, протекающих через эти города. Например, в структуре речного стока Москвы-реки (на выходе из города) около 60% составляет вода из Волги, 20% – из ливнесточной сети и только 20% – собственно расход реки (Козлова, 1983). Невозможность фильтрации и накопления атмосферной влаги в почве на значительной части территории приводит к искусственным смещениям расходной части водного баланса в пользу поверхностного стока. Естественное валовое увлажнение территории в среднем для Европы, по оценкам М.И. Львовича (1974, 1986), составляет 71% от всей расходной части водного баланса; остальные 29% приходятся на поверхностный сток. Исходя из приводимых М.И. Львовичем данных, можно ожидать, что в центральных частях крупных городов поверхностный сток увеличен на 170–200% относительно окрестных не урбанизированных территорий.
Общая протяженность водосточной сети Москвы в 2008 г. составляла 6200 км, а ее густота в пределах МКАД – 6.9 км/км2. Общий годовой объем поверхностного стока, отводящегося через ливнесточную сеть с городских территорий, регистрируется на уровне 380–410 млн м3/год (Доклад…, 2008). Для сравнения: годовой сток Москвы-реки на входе в город составляет чуть более 1600 млн м3/год при площади водосбора более 7000 км2. Следовательно, в речной сток с единицы территории внутри МКАД вовлекается на 280% больше воды, чем c менее застроенных окрестностей. Разница между подсчитанными выше 200 и 280% – это техногенные сбросы предприятий и коммунальных служб и частичный вклад обводнения Яузы волжской водой.
Н.И. Коронкевич и К.С. Мельник (2015) показали, что увеличение площади урбанизированных территорий речного бассейна на 1% (с учетом дорог и сельских населенных пунктов) приводит приблизительно к такому же увеличению стока, а увеличение на 1% водонепроницаемых участков – к росту стока на 2–3%.
Схожие результаты приводят американские исследователи для лесной зоны штата Коннектикут, где в естественных условиях поверхностный сток составляет 10% от количества осадков. Указывается, что рост площади водонепроницаемых поверхностей до 10–20% увеличивает сток с этой территории в 2 раза; до 35–50% – в 3 раза; до 75–100% – более чем в 5 раз (или до 55% от величины осадков) (Arnold, Gibbons, 1996, р. 244; Paul, Meyer, 2001, р. 208). Если учесть, что водонепроницаемая поверхность в Москве (внутри МКАД) составляет 50% (Коронкевич и др., 2017, с. 82), то приведенные выше наши расчеты для Москвы совпадают с выводами американских исследователей. Видимо, полученные значения можно считать закономерными, по крайней мере для зоны смешанных лесов умеренного климата.
Широкое распространение незакрепленных рыхлых грунтов приводит к взрывному транзиту твердого стока во время ливневых осадков и активного снеготаяния (шлейфы песчаных и гравийных отложений на асфальтово-плиточном покрытии). Активное строительство, особенности городского микроклимата (в первую очередь – интенсификация эолового транзита) дополнительно способствуют вовлечению грунта в поверхностный сток. Поэтому несмотря на общее выполаживание территории при засыпке долин и оврагов, растет объем жидкого и твердого стока в главные городские водные артерии – рр. Москву и Яузу.
Так, обследование автором ливнесточных коммуникаций многих европейских городов (Берлин, Прага, Брюссель, Антверпен, Лодзь и др.) показало почти полное отсутствие наносов в этих коммуникациях. Напротив, в аналогичных сооружениях Москвы (и других городов постсоветского пространства) активно накапливаются песчано-гравийные толщи. В Москве с 1 км2 застроенной территории за год через ливнесточную сеть транспортируется порядка 60–90 м3 смытого с улиц материала (Болысов и др., 2017). Сопоставимые данные приводятся в (Доклад…, 2015) для территории внутри МКАД: в 2010 г. – 193 тыс. т; в 2011 г. – 179 тыс. т; в 2012 г. – 225 тыс. т. Такое колоссальное поступление наносов через погребенную гидросеть способствует активному заилению русел рек. Например, в Яузе в створе водовыпусков подземных рр. Хапиловки и Рыбинки глубины, измеренные автором, составили всего 40–50 см, а выше по течению – более 2 м.
Засыпка гидросети приводит к увеличению средней мощности техногенных отложений. Если на междуречьях их прирост происходит медленно за счет формирования “культурного слоя” (фоновые мощности в центральной части Москвы составляют 2–4 м, исключая склоны, эрозионные формы и засыпанные карьеры (Геоморфология…, 2017; Котлов, 1962)), то в пределах эрозионных форм – очень интенсивно. В течение 1–2 лет, необходимых на заключение водотока в коллектор, мощность техногенных грунтов возрастает до 8–12 м. Техногенные грунты состоят из разнородного материала – строительного мусора (кирпичи, бетон, бревна, металлоконструкции и т.д.) и изымаемых при строительстве горных пород и почв. Они отличаются повышенной вибровосприимчивостью, коррозионной активностью и динамической неустойчивостью (Город…, 1997).
После засыпания долины начинается процесс уплотнения техногенных грунтов, длящийся несколько десятилетий. Его интенсивность в первые годы максимальна, а просадки крайне неравномерны из-за неоднородности грунтов. Осадки сооружений на техногенных грунтах могут достигать катастрофических величин – 20–30 см и более при скорости оседания до 2–3 см/год (а в первые годы, видимо, – до 10 см/год) (Москва…, 1997, с. 260). Благодаря структурной неоднородности техногенных грунтов в пределах засыпанных долин и оврагов развивается суффозия, проявляющаяся на поверхности локальными просадками, обычно тяготеющими к контурам инженерных сооружений и зданий.
Нередко на бортах засыпанных долин продолжаются склоновые процессы, которые могут активизироваться под влиянием дополнительной нагрузки со стороны расположенных на склонах зданий (Геоморфология…, 2017, с. 76), что, в свою очередь, приводит к повреждениям последних. В условиях слабых грунтов особенно опасно строительство с сооружением глубоких котлованов и подземных выемок из-за вероятности возникновения плывунов.
Техногенные грунты, заполняющие погребенные долины, отличаются гораздо меньшей вибрационной устойчивостью (к динамическому воздействию транспорта, строительной техники и т.п.) и более склонны к тиксотропному разжижению (уменьшению вязкости при механическом воздействии), чем естественные. Техногенные грунты также подвержены более интенсивному морозному пучению, которое проявляется в виде локальных деформаций асфальтового и плиточного покрытия, особенно – вдоль коллекторов и зданий (Геоморфология…, 2017). Масштабы просадок обычно не превышают нескольких десятков сантиметров, но они приносят заметный ущерб городскому хозяйству.
Очевидно, что засыпка эрозионной сети в городе через некоторое время (ориентировочно 0.5–1.5 года) вызывает кардинальную перестройку подземного стока. Крайне медленный сток грунтовых вод продолжается по технопогребенным долинам “по старой памяти” (рис. 1). Напомним, стоки, текущие в коллекторах, в штатном режиме не имеют связи с грунтовыми водами. С середины XIX в. общая протяженность эрозионной сети Москвы в пределах МКАД [подсчитана по (Геологический…, 2010)] сократилась примерно с 570 до 430 км, или на 25%. Соответственно, среднее расстояние между эрозионными формами на территории увеличилось с 1.6 до 2.1 км (в центральных частях города – до 3–4 км). Однако протяженность эрозионных форм с постоянными водотоками (в ненарушенных условиях) была несколько меньше – около 450 км; из них было погребено около 150 км, или 33% (Москва…, 1997, с. 165–166).
Грунтовый сток технопогребенных долин формируется за счет протечек из водонесущих коммуникаций (видимо, основная статья прихода), поступления технических вод, используемых для полива зеленых насаждений, и фильтрации атмосферных осадков (включая таяние сугробов). Накопление слабопроницаемых, часто сцементированных, техногенных илов в руслах открытых водотоков также уменьшает естественную разгрузку грунтовых вод. Исследования (Москва…, 1997, с. 156) показывают, что слой инфильтрационного питания для территории Московской области (без Москвы) составляет в среднем менее 100 мм/год при среднегодовых осадках 640 мм, а для территории города внутри МКАД – 200 мм/год. По системам водопровода в Москву поступает около 6.5 млн м3/сут воды. Даже если потери в водонесущих коммуникациях соответствуют нормативам и составляют только 4% от этого количества (а на самом деле гораздо больше из-за износа труб), то в грунт попадает около 440 тыс. м3/сут воды. Соответственно, при площади около 1000 км2 слой потерь составит 0.5 мм/сут, или около 180 мм/год, что уже больше фонового значения.
Так как скорость грунтового стока в погребенной долине невелика, происходит накопление и подъем вод в относительно рыхлых техногенных отложениях. Подземные сооружения дополнительно перегораживают поток подземных вод (барражный эффект). Насыщение тела погребенной долины движущимися грунтовыми водами неизбежно приводит к поддержанию оседания грунта и локальным суффозионным явлениям даже спустя 100–150 лет после засыпки. До конца 2010-х годов в осевой части Цветного бульвара можно было наблюдать линейное возвышение шириной 2.5 м и высотой 20–25 см. Это результат оседания поверхности по обеим сторонам от построенного в 1860-х годах коллектора р. Неглинной (он опирается на естественные грунты и потому не просел). При этом Цветной бульвар реконструировали в 1947 г., и на фотографиях начала 1950-х годов отчетливо видно отсутствие линейного возвышения. Поэтому вклад этого процесса в оседание дневной поверхности нами оценивается не более чем в 2–3 мм/год.
Изменение в структуре подземного стока и вызванное им поднятие уровня грунтовых вод приводят к развитию площадного процесса, поражающего даже междуречья, – подтопления. Подтопленными считаются участки территории, где первый от поверхности водоносный горизонт поднимается к поверхности земли до глубины менее 3 м. “Максимальное повышение УГВ (уровня грунтовых вод – В.Н.) характерно для северных территорий г. Москвы в районе пересечения Дмитровского шоссе с Окружной железной дорогой. Здесь абсолютные отметки уровенной поверхности в настоящее время на 3–10 м выше, чем в 1933 г. В районе Савеловского вокзала поверхность грунтовых вод повысилась на 2–4 м (в районе ст. м. "Аэропорт” – до 4–6 м)” (Москва…, 1997). Все эти территории находятся между засыпанными оврагами и речками. В среднем подтоплено до 30–40% территории Москвы (Кофф и др., 1997).
Утечки из водонесущих коммуникаций усложняют общий водообмен и становятся причиной ряда физико-химических процессов. Загрязненные воды, попадая в грунт, оказывают отепляющее воздействие, вызывают окислительно-восстановительные реакции, коррозию и т.д. Основная часть водонесущих коммуникаций (ливнесточная сеть и бытовая канализация) прокладывается вдоль тальвегов засыпанных рек для создания самотечных условий. Коррозионное воздействие сильно загрязненных и агрессивных городских грунтовых вод приводит к преждевременному износу подземных сооружений и фундаментов зданий. В среднем для Москвы, из-за антропогенного влияния минерализация грунтовых и подземных вод увеличена в 10 раз, а в отдельных случаях – в 20 и более раз (до 10 г/л) (Москва…, 1997).
С функционированием заключенных в коллекторы водотоков связан комплекс процессов специфичного подземного морфолитогенеза, наиболее острый из них – деструкция обделки тоннелей. В отличие от природного русла, коллектор – это русло замкнутое, ограниченное стенками, поэтому в подземных реках наблюдается напорное течение. При нарушенной гидроизоляции труб вода под давлением вымывает полости в легкоразмываемых грунтах с дальнейшим обрушением коллектора и деформациями дневной поверхности.
Полевые наблюдения показали, что “исторические” кирпичные тоннели намного устойчивее современных бетонных (хотя разрушаются и кирпичные тоже). Окончательные деформации обделки тоннеля приводят к довольно быстрому размыву грунта и обрушениям, что характерно, например, для Киева (рис. 2); для Москвы – в меньшей степени. Ливневые паводки приводят к разрушению днищ коллекторов, в таких местах формируются промоины, уходящие на полметра в грунты. Нарушение целостности бетонных коллекторов наблюдается чаще, хотя они в 2–4 раза “моложе” кирпичных (Болысов, Неходцев, 2016).
В коллекторах подземных рек развиты и иные, менее аварийноопасные процессы морфолитогенеза – аккумулятивно-карстовые (Неходцев, 2019), биофлювиальные, значительно отличающийся от естественных рек транспорт наносов, образование ледяных форм зимой.
Геоэкологические проблемы и опасности, связанные с засыпкой гидросети, весьма разнообразны. Подъем уровней грунтовых вод (подтопление) приводит к заболачиванию почвы, смене в ней окислительно-восстановительной обстановки; меняются состав, разнообразие и биомасса почвенной флоры и фауны; снижается аэрация корнеобитаемого слоя, и часть деревьев погибает, существенно изменяется видовой состав кустарников и травянистой растительности; увеличивается влажность приземного слоя воздуха, что негативно сказывается на здоровье людей (Геоэкология…, 1996).
Из-за объемного поступления материала с улиц подземные водотоки становятся яркими примерами коллекторов загрязняющих веществ. При этом количество загрязнителя в подземных водостоках, особенно в центральных частях городов, оказывается феноменально высоким. В устьях подземных рек Москвы ПДК отдельных загрязнителей превышены в 10–15 раз (нефтепродукты, железо, марганец, цинк). Однако в целом за 2001–2016 гг. отмечается устойчивая динамика снижения загрязнения подземных рек (Болысов и др., 2016; Доклад…, 2008; Доклад…, 2015).
Помимо растворенных веществ, в подземные реки в больших объемах могут поступать (в основном нелегально и со строек) твердые загрязнители. Например, в 2009–2010 гг. сброс в московскую подземную р. Таракановку бентонита (природный гидроалюмосиликатный глинистый минерал), привел, по наблюдениям автора, к образованию литифицированной толщи мощностью около 1.5 м, что уменьшило сечение коллектора (следовательно, и его пропускную способность) в 2 раза.
В геолого-геоморфологических условиях Москвы в долговременной перспективе уничтожение городской гидросети вызывает развитие карстово-суффозонных процессов. Их активизация объясняется гидрогеологической связью грунтового стока технопогребенных долин с карстующимися породами в местах отсутствия водонепроницаемых отложений (юрские глины). Эрозионные окна в этих отложениях оставлены водотоками задолго до засыпки долин; в них совмещаются наиболее загрязненные грунтовые воды и региональные надъюрский и каменноугольный горизонты подземных вод. Повышенная в пределах долин закарстованность скальных и нарушенность вышележащих водоупорных пород обеспечивают активный водообмен между горизонтами подземных вод. При преобладании нисходящих токов (при активной откачке подземных вод) в движение вовлекается тонкодисперсная составляющая рыхлых грунтов, которая аккумулируется в прежде существовавших кавернах и карстовых полостях. Развивается карстово-суффозионный процесс, проявляющийся в образовании воронок на поверхности, многие из которых приводят к разрушению зданий (Иксанова, 2005; Кочев и др., 1991).
В начале 1960-х годов в Москве не наблюдалось проявление активного карста. “…Карст в условиях Москвы нельзя считать угрожающим физико-геологическим явлением, каким он является в активных карстовых областях”, “оживление карста не представляет непосредственной угрозы городу, целостности и устойчивости его сооружений” (Котлов, 1962, с. 121, 127). В первой половине 1960-х годов на западе Москвы (районы Беговой, Хорошевский и Хорошево-Мневники, Щукино) были заключены в подземные коллекторы ручьи Студенец, Ермаковский и Слободской, Соболев овраг, р. Таракановка и ее приток Ходынка. Таким образом территория между Ленинградским проспектом, Москва-рекой, современными ст. м. “Щукинская” и Третьим транспортным кольцом лишилась естественного дренажа грунтовых вод (уничтожено более 20 км гидросети). Здесь распространены преимущественно аллювиальные отложения 3-й надпойменной террасы Москвы-реки, лежащие поверх каменноугольных карбонатов. Начатая еще раньше эксплуатация каменноугольных водоносных горизонтов привела к снижению их пьезометрического уровня и создала условия для нисходящей фильтрации надкаменноугольных вод (раньше напор собственно каменноугольных вод препятствовал этому).
С середины 1960-х годов на этой территории, по данным Е.А. Иксановой (2005), произошло более 50 крупных карстовых провалов, разрушивших порядка 25 жилых домов. Кроме того, автором, по данным (Геологический…, 2010; Кочев и др., 1991), подсчитано, что разной степени деформации к настоящему времени подвержено еще более 60 домов. На территории, ставшей самым карстоактивным районом Москвы, при функционирующей гидросети не наблюдалось карстово-суффозионных процессов. Всего за 4–5 лет уничтожение гидросети кардинальным образом изменило геолого-геоморфологические условия строительства на 50 км2 территории города.
Последствия техногенной засыпки долин в городах (в платформенных условиях) можно представить в виде схемы процессов (рис. 3). На ней дана предварительная оценка времени развития каждого из указанных процессов для условий Москвы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для территории г. Москвы (в пределах МКАД) показано, что антропо-техногенное погребение гидросети приводит к существенным изменениям компонентов природной среды города. Меняется структура поверхностного стока: с конца XIX в. он увеличился на 200–280%; в несколько раз возрос твердый сток с территории – до 60–90 м3/год с 1 км2; как следствие, отмечается усиленная аккумуляция в принимающих водотоках и водоемах (вплоть до частичного тампонирования русел и заиления прудов). В первые годы интенсифицируются просадочные, суффозионные и осадочные процессы. Формируется линейный грунтовый сток в теле погребенных долин, что по крайней мере в течение 150–200 лет поддерживает суффозионно-осадочные процессы в пределах засыпанных долин на уровне до 2–3 мм/год. Происходит подъем уровня грунтовых вод, развитие верховодки, а на значительных территориях интенсифицируются процессы подтопления. На порядок повышается минерализация грунтовых вод в пределах засыпанных долин; эти воды становятся агрессивными для подземных коммуникаций. Процессы в коллекторах подземных рек, коррозия, внешняя вибрационная и динамическая нагрузка приводят к деструкции этих коллекторов и аварийным провалам земной поверхности. Ухудшается экологическая обстановка; малые реки (особенно их подземные части) становятся коллекторами загрязняющих веществ. Из-за изменения грунтового стока и загрязнения грунтовых и подземных вод в некоторых районах города произошла активизация карстово-суффозионных процессов, которые прежде не фиксировались.
Список литературы
Болысов С.И., Неходцев В.А. Субрельеф и субтерральные процессы как фактор эколого-геоморфологической опасности в городах // Вестн. РГУ им. С.А. Есенина. 2016. № 1(50). С. 87–105.
Болысов С.И., Неходцев В.А. Концепция субрельефа – рельефа подземных полостей // Вестн. Моск. ун-та. Серия 5. География. 2020. № 2. С. 13–22.
Болысов С.И., Неходцев В.А., Харченко С.В. Подземный рельеф Москвы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5: География. 2017. № 2. С. 59–73.
Геологический атлас Москвы (в 10 томах с пояснительной запиской). Масштаб 1 : 10 000. М.: ГУП Мосгоргеотрест, 2010.
Геоморфология городских территорий: конструктивные идеи / под ред. Э.А. Лихачевой. М.: Медиа-ПРЕСС, 2017. 176 с.
Геоэкология урбанизированных территорий // Сб. тр. Центра практической геоэкологии / под ред. В.В. Панькова, С.М. Орлова. М.: ЦПГ, 1996. 108 с.
Город – экосистема / Э.А. Лихачева, Д.А. Тимофеев и др. М.: Медиа-Пресс, 1997. 336 с.
Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2008 году. https://www.mos.ru/upload/ documents/oiv/2008_(51).pdf (дата обращения 06.07. 2018).
Доклад “О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2014 году” / под ред. А.О. Кульбачевского. М.: ДПиООС; НИА-Природа, 2015. 384 с.
Ивлев А.П. Под улицами города. М.: Изд-во Мин. коммун. хоз-ва РСФСР, 1954. 48 с.
Иксанова Е.А. Вклад докайнозойского карбонатного карста в развитие современных просадочных процессов в г. Москве: Дис. … канд. геогр. наук. М., 2005. 155 с.
Козлова Н.М. Особенности формирования состава воды реки Москвы в нижнем течении и перспективы улучшения качества воды // Гидрологические исследования и водное хозяйство в бассейне р. Москвы. М., 1983. С. 27–70.
Коронкевич Н.И., Бибикова Т.С., Долгов С.В., Кашутина Е.А., Мельник К.С., Ясинский С.В. Гидрологические последствия хозяйственной деятельности на водосборах // Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения. Новочеркасск: Лик, 2017. С. 78–84.
Коронкевич Н.И., Мельник К.С. Антропогенные воздействия на сток реки Москвы. М.: Макс Пресс, 2015а. 168 с.
Коронкевич Н.И., Мельник К.С. Трансформация стока под влиянием ландшафтных изменений в бассейне реки Москвы и на территории города Москвы // Водные ресурсы. 2015б. Т. 42. № 2. С. 159–169.
Котлов Ф.В. Изменение природных условий территории Москвы под влиянием деятельности человека и их инженерно-геологическое значение. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 263 с.
Котлов Ф.В. Изменения геологической среды под влиянием деятельности человека. М.: Недра, 1978. 264 с.
Кофф Г.Л., Петренко С.И., Лихачева Э.А., Котлов В.Ф. Очерки по геоэкологии и инженерной геологии Московского столичного региона / под ред. Н.А. Богданова, А.И. Шеко. М.: РЭФИА, 1997. 174 с.
Кочев А.Д., Зайянц И.Л., Мамонтов В.В. Отчет по изучению инженерно-геологических условий на уч-ках возможного проявления карстово-суффозионных процессов в западной части Москвы (зона А). М.: Гидроспецгеология, 1991. 499 с. (Инв. № 459 287 “Росгеолфонд”).
Кротков П.В. Исторический очерк инженерных сооружений г. Москвы. М.: Городская типография, 1896. 34 с.
Львович М.И. Мировые водные ресурсы и их будущее. М.: Мысль, 1974. 448 с.
Львович М.И. Вода и жизнь: Водные ресурсы, их преобразование и охрана. М.: Мысль, 1986. 254 с.
Москва. Геология и город / под ред. В.И. Осипова и О.П. Медведева. РАН, Ин-т геоэкологии; Мосгоргеотрест. М.: Московские учебники и Картолитография, 1997. 398 с.
Насимович Ю.А. Аннотированный список названий рек, ручьев и оврагов Москвы. М.: ВИНИТИ РАН, 1996. 114 с.
Неходцев В.А. Обзор травертиногенеза в подземных реках Москвы // Спелеология и спелестология. 2019. № 10. С. 296–303.
Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 334 с.
Ясинский С.В. Геоэкологический анализ антропогенных воздействий на водосборы малых рек // Изв. РАН. Сер. геогр. 2000. № 4. С. 74–82.
Arnold C.L., Gibbons C.J. Impervious surface coverage: the emergence of a key environmental indicator. Am. Planners Assoc., 1996. P. 243–258.
Paul M.J., Meyer J.L. Streams in the Urban Landscape // Annual Rev. of Ecol. and Syst. 2001. V. 32. P. 333–365.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Известия РАН. Серия географическая