АНТРОПОГЕННА ТРАНСФОРМАЦІЯ РЕЛЬЄФУ міста ХМЕЛЬНИЦЬКОГО : Антропогенная трансформация РЕЛЬЕФА города ХМЕЛЬНИЦКОГО

Краткое содержание

У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми роботи, наукову новизну досліджень, способи практичного використання отриманих результатів тощо.

У першому розділі розглянуто історію розвитку геоморфології і формування парадигм: натуралістичної, прикладної, антропоцентричної. Остання особливо яскраво виражена у антропогенній та екологічній геоморфології і є сукупністю концепцій і теорій різних галузей геоморфологічної науки, пріоритетних напрямів досліджень, які так чи інакше торкаються питань взаємодії суспільства і рельєфу.

Антропогенна трансформація рельєфу (АТР) – це процес зміни природного рельєфу, виникнення і розвитку антропогенного внаслідок прямої чи опосередкованої людської діяльності. АТР як предмет досліджень знаходиться на пограниччі антропогенної, інженерної, екологічної геоморфології, геоморфології міст (урбогеоморфології) та урбаністики, нами ж робиться найбільший акцент на проблематику антропогенної геоморфології.

Аналіз розвитку антропогенної геоморфології в Україні свідчить, що про антропогенний вплив на рельєф писали у своїх працях багато видатних вчених першої половини ХХ століття (Рудницький, 1923; Тутковський, 1930; Дмитрієв, 1936; Бондарчук, 1949 ін.). У другій половині ХХ ст. антропогенний чинник вже вивчається систематично і різносторонньо, існують різні напрями досліджень, з’явилось багато публікацій, які прямо чи опосередковано торкаються вивчення особливостей антропогенного рельєфу  (Дранніков, 1956, 1961; Великий, 1956; Палієнко, 1978; Елисеева, 1979, 1985-1987; Барщевський, 1989; Барщевський, Купраш, Швидкий, 1989; Швидкий, 1986, 1994, 1996; Кравчук, 1993; Денисик, 1993; Кравців, 1995; Островерх, 1996, 1997; Рудько, 1996; Горішний, 1998 та ін.), ландшафтів та рельєфу урбанізованих територій (Круглов, 1992; Дмитрук, 1993; Островерх, 1999; Меліхова, 2000). Оцінка антропогенного чинника – невід’ємна частина інженерно- та еколого-геоморфологічного аналізу, для розвитку яких доклали значних зусиль саме українські вчені.

Багато уваги приділялось антропогенним і природно-антропогенним процесам у працях геоморфологів львівської школи, зокрема, ступеню антропогенної трансформації річкових систем як показнику динаміки рельєфу (Ковальчук, Штойко, 1984), проблемам сульфатного карсту Львова (Богуцький, Волошин, 1994), змінам в озерних екосистемах під впливом антропогенного фактора (Карпенко, 1994), впливові антропогенних чинників на розвиток і поширення ярів у басейні Дністра (Симоновська, 1998), антропогенній суфозії у Львові (Волошин, 2001) тощо.

Аналіз типізацій антропогенного рельєфу виявив домінування морфогенетичного підходу (Спиридонов, 1967 та ін.; Мільков, 1974; Молодкін, 1981; Палієнко, 1978; Розанов, 1990 та інші), з 90-х років ХХ ст. спостерігається тенденція відносити до антропогенних форм рельєфу також будівлі і споруди (Розанов, 1990; Савчик, 1996).

У другому розділі наведено структуру і методи досліджень АТР міст, специфіка якої в тому, що існує тісний зв’язок між нею та соціально-економічними умовами на різних часових відрізках. Дослідження АТР міст ґрунтуються на системному підході, коли місто трактується як єдина природно-антропогенна геоморфологічна система. Оскільки досліджуються матеріальні речі, а фундаментальними властивостями матерії є простір і час, то залежно від відношень між складовими простору і часу виникає цілий ряд аспектів досліджень. Отже, АТР міст варто досліджувати у минулому (історичний аспект), теперішньому (актуальний аспект) і майбутньому (прогностичний аспект), розкладаючи систему на окремі компоненти (аналітичний аспект) чи інтегруючи сукупність компонентів на якісно новому рівні заради певної мети (синтетичний аспект).

Історичний аспект має на меті вивчення на певних етапах часу взаємодії міста як соціального утворення і рельєфу як природної основи його виникнення й розвитку, а саме зміни площі земель, що підпали під вплив господарської діяльності, вплив міста на зміни рельєфу і навпаки.

Аналітичний аспект стосується характеристики окремих компонентів (природних, природно-антропогенних і антропогенних форм рельєфу та геоморфологічних процесів, антропогенних відкладів), їх класифікації й типізації.

Результатами синтетичного аспекту досліджень є показники і коефіцієнти, що узагальнюють декілька параметрів, у тому числі коефіцієнт антропогенної трансформації рельєфу міста, сприятливість рельєфу, а також районування території з різними прикладними цілями й виділення містобудівельно-геоморфологічних комплексів.

Для прогнозу подальшої трансформації рельєфу міста використано дані історичного, аналітичного і синтетичного аспектів дослідження, методи якісного й кількісного прогнозу.

У кожному часовому аспекті будуть просторові підвиди: історико-аналітичний, історико-синтетичний, прогностико-аналітичний, прогностико-синтетичний. Оскільки у даній роботі акцент робиться на теперішній стан,  на детальний аналіз і синтез саме актуального етапу, то надалі для зручності вживатимемо назви „аналітичний аспект“ та „синтетичний аспект“ у сенсі актуально-аналітичний і актуально-синтетичний аспекти віповідно.

Найширше у роботі використовувались геоморфологічні методи досліджень.

У третьому розділі подано аналіз кількісних і якісних змін рельєфу міста Хмельницького за час його існування (перша письмова згадка датована 1493 роком). Місто Хмельницький розташоване на Верхньобузькій височині, де у Південний Буг впадають ріки Плоска і Самець; займає площу близько 90 км², простягається з північного заходу на південний схід на 15 км, у перпендикулярному напрямі – на 10 км. Максимальні висоти (до 389 м) – на північній околиці міста, мінімальні (до 277 м) – у долинах рік. Перевищення відносних висот досягають 80-85 м.

Взаємодію міста як соціального утворення і рельєфу як природної основи для його виникнення і розвитку можна розглядати по-різному. Ця взаємодія проявляється як вплив рельєфу на розвиток міста та як зворотній вплив – міста на рельєф.

Урізноманітнення антропогенних змін рельєфу, зростання охопленої ними території залежать від соціально-економічних та історичних умов господарювання, тому для виділених етапів соціально-економічного розвитку міста (XV – 20-і роки XIX ст.; 20-і роки XIX ст. – поч. ХХ ст.; перша половина ХХ ст.; друга половина ХХ ст.; сучасний) характерні свої риси антропогенної трансформації рельєфу. Вони дозволяють  виділити три етапи впливу міста на рельєф: незначного впливу на рельєф (до середини XIX ст.); активного творення природно-антропогенних і антропогенних форм рельєфу (до середини ХХ ст.); втручання у природні процеси і їхньої антропогенної активізації при подальшій зміні природних і створенні нових антропогенних форм рельєфу (друга половина ХХ ст.).

У четвертому розділі дається характеристика окремих компонентів (природних, природно-антропогенних і антропогенних форм рельєфу та геоморфологічних процесів, антропогенних відкладів), їх класифікації й типізації.

Взаємодія ендогенних і екзогенних процесів зумовила наявність на території міста таких елементів рельєфу: заплави рік і плоскі днища балок, схили річкових долин з комплексом терас, схили балок, схили і вододільні поверхні лесового плато (рис. 1).

У рельєфі міста домінує долина Південного Бугу. На правому березі Південного Бугу є дві акумулятивні надзаплавні тераси, потужність алювію на них становить від 2-3 до 6-8 м. На лівобережжі простежується  ерозійна перша надзаплавна тераса Південного Бугу, вироблена рікою у корінних породах – сарматських глинах неогену, на яких сформовані сучасні ґрунти.

На вододільні поверхні і схили плато крутизною до 4⁰ припадає близько 40% площі міста, на схили з більшою крутизною – до 30%. Характерним для будови вододільних плато є наявність досить потужного лесового покриву (у середньому 10-12 м), який залягає на сарматських глинах. Найпоширенішою формою рельєфу у місті є балки

Методом  ковзного  кружка (Червяков, 1978) побудовано карти горизонтального і вертикального розчленування рельєфу та середніх нахилів поверхні. Горизонтальне  розчленування у межах міста змінюється від 0 до 4 км/км² (середнє 1,6 км/км²). Найменше розчленовані (0-1 км/км²) перша і друга надзаплавні тераси Південного Бугу на правобережжі, більша частина лівобережжя та частини вододільних поверхонь і їхні схили. Показник вертикального розчленування змінюється від 0 до 80 м/км² (середнє 33 м/км²). Мінімальні значення (0-10 м/км²) – на заплаві Південного Бугу, частині його першої надзаплавної тераси та на пригирлових ділянках заплав рік Плоскої і Самця. На  лівобережжі Південного Бугу розчленування досягає подекуди 75-80 м/км². Реальна крутизна поверхні становить у місті 0 (заплави рік і плоскі днища балок) – 12⁰ і більше (схили деяких балок і річкових долин). Найбільше значення середніх нахилів поверхні – 7,8⁰. Максимум площ із крутизною 6-7⁰ і більше – у східній частині міста. Мінімальну крутизну (0-1⁰) мають заплава і перша надзаплавна тераса Південного Бугу. Середні значення (3-4⁰) властиві більшій частині межиріч Плоскої і Південного Бугу, Плоскої і Самця, а також окремим ділянкам на півдні.

Розподіл на території Хмельницького розглянутих вище показників дає змогу виділити такі райони: 1) південно-західний, переважають  близькі  до середніх значення всіх показників, однак частина території має вищі значення, особливо це стосується горизонтального розчленування; 2) центральний (заплава і правобережні тераси Південного Бугу), тут всі показники мають  значення, нижчі від середніх; 3) північно-східний, переважають максимальні значення всіх показників, але достатньо територій із середніми.

Внаслідок цілеспрямованої і опосередкованої людської діяльності на території міста утворився ряд різновидів антропогенних відкладів (насипні, намивні, штучних водойм, підводні штучні ґрунти, внесені у ґрунтові масиви матеріали), які тепер займають щонайменше 55% території міста. Насипні відклади поширені на забудованих землях, на які припадає 38% площі міста, а в центрі Хмельницького практично суцільно вкривають територію, мають переважаючу потужність 1-3 м.

До антропогенних форм рельєфу, які поширені на двох третіх усієї площі міста, належать автодорожні та залізничні насипи й виїмки, кар’єри, дамби, будівлі, терасовані і сплановані ділянки, нанорельєф ріллі. Ці форми типізовано за віком, генезисом, морфологією відносно поверхні і форми в плані: додатні лінійні (греблі, дамби, дороги зі штучним покриттям, вали); додатні площинні (суцільна забудова); додатні точкові (будівлі, які утворюють розріджену забудову); від’ємні лінійні (канали, дорожні виїмки); від’ємні точкові (колодязі); від’ємні площинні (кар’єри, підземні переходи); змішані антропогенні форми рельєфу мають площинне поширення.

У суцільно забудованій частині міста спостерігаємо комплекс змішаних і додатних антропогенних форм рельєфу з різким переважанням площинного виду та з наявністю деяких додатних лінійних (дороги зі штучним покриттям, вали), від’ємних точкових (колодязі) і площинних (кар’єри) форм. Для незабудованих частин заплав характерний лінійний вид додатних (греблі, дамби, дороги) та від’ємних (канали) антропогенних форм рельєфу. На околицях, де забудова розріджена, поширені додатні точкові антропогенні форми рельєфу, змішані площинні (форми нанорельєфу ріллі) антропогенні форми рельєфу, а з додатних лінійних — дороги зі штучним покриттям. На решті території міста найбільш поширені змішані площинні антропогенні форми нанорельєфу ріллі.

Антропогенний вплив, а також  клімат, геологічна будова, сам рельєф та деякі інші чинники сприяли появі і розвитку на території міста зсувних процесів, лінійної і площинної ерозії, заболочування, просідання.

На потенційно зсувонебезпечні ділянки, значна частина яких забудована, припадає приблизно 6% території. Це схили балок і річкових долин крутизною 6-12^о і більше. Ще наприкінці 70-х–на початку 80-х років ХХ ст. було зафіксовано п’ять антропогенних зсувів. У першій половині 90-х років настало певне затишшя у проявах зсувних процесів. У зсувіах кінця 90-х років спостерігається така тенденція: якщо раніше природно-антропогенні зсуви проходили у природних породах внаслідок антропогенного поштовху, то тепер переважно у антропогенних відкладах, тому зафіксовані і на насипних спорудах рівнинної частини міста. У 1997 році сповзло 20 м підпірної стіни – частини вул.Толстого; у березні 2000 року у насипних відкладах стався повторний зсув на правому схилі балки на правому березі лівої притоки Південного Бугу.

Пік інтенсивності лінійної ерозії припав на минулі епохи, вона слабо проявляється у Хмельницькому, як і у будь-якому іншому місті тому, що режим постійних водотоків зарегульовано ставами, спрямленням і поглибленням русел. Заплави меліоровано, а малостійкі береги рік, ставів, каналів укріплено.

Забудова території, нівелювання рельєфу, збільшення площі штучного покриття, зелених насаджень, проведення заходів з регулювання поверхневого стоку сприяють значному зменшенню площинної ерозії у сучасному місті Проте її активізація спостерігається у районах з відсутнім чи порушеним ґрунтово-рослинним покривом.

Зміна людиною рівня ґрунтових вод впливає на заболочення і підтоплення. Хоча площа заболочених земель значно скоротилася за останні шістдесят років, частково осушено заплави Південного Бугу і Плоскої, що дало можливість використати під забудову раніше не придатні для цього землі, проте поступово перетворюються на болота деякі ставки та заболочуються прилеглі до ставків землі.

Територіальний розподіл сучасних геоморфологічних процесів у межах міста Хмельницького має наступний вигляд: для лівобережжя Південного Бугу, південно-західної й південної частин міста найбільш характерними є зсувні процеси і площинна ерозія; для центральної частини – заболочення (заплава і частково перша надзаплавна тераса Південного Бугу), просідання різного походження (надзаплавні тераси Південного Бугу, лесове плато у районі старого аеропорту).

Антропогенний вплив на рельєф можна добре виявити  при спостереженні за морфометрією. Особливо змінюють обриси земної поверхні будівлі. З врахуванням висоти будинків реальне вертикальне розчленування поверхні буде суттєво відрізнятися від природних показників і матиме на забудованих ділянках на 5-50 одиниць (м/км²) більше. Найбільша різниця між природним і антропогенно зміненим вертикальним розчленуванням властива заплавам і надзаплавним терасам річок, що ще раз свідчить про їхню значну антропогенну трансформацію.

Щодо антропогенного горизонтального розчленування, то  у забудованій частині міста лініями стоку води практично будуть вулиці, а деколи і доріжки між будинками. Тому горизонтальне розчленування, особливо майже рівних ділянок заплав і терас, дорівнюватиме густоті вуличної мережі. Антропогенне горизонтальне розчленування в центрі міста становить 11,2 км/км².

У п’ятому розділі охарактеризовано показники і коефіцієнти, що узагальнюють декілька параметрів. У містобудуванні існують поняття рельєфної ситуації і планувальної структури, які стосуються великих частин поселення, а на менших ділянках доцільно говорити про містобудівельно-геоморфологічні комплекси (МГК) – сукупність форм природного рельєфу та розміщених на них споруд (архітектурного рельєфу), поєднаних заходами інженерної підготовки території для будівництва. З-поміж останніх мова йтиме насамперед про вертикальне планування.

З усіх гіпотетично можливих 140 варіантів поєднання 4 елементів рельєфу, 7 типів забудови і 5 типів заходів вертикального планування для створення МГК на території Хмельницького набули поширення 50. Для міста властиві такі поєднання домінуючих МГК: 1) з переважанням  заплавного МГК зі штучними водоймами без заходів вертикального планування, меншим поширенням заплавного МГК зі штучними водоймами у виїмках і заплавного МГК без забудови, з суцільним підсипанням території чи насипами (стави на Південномі Бузі, Самці, Плоскій та їхніх притоках); 2) з переважанням заплавного МГК без забудови і суттєвих заходів вертикального планування (решта заплав рік); 3) поєднання терасного МГК зі змішаною забудовою, без суттєвих заходів вертикального планування; терасно-западинного МГК зі змішаною забудовою, з суцільним підсипанням території; терасного МГК зі змішаною забудовою, з засипанням окремих від’ємних форм рельєфу; терасного МГК зі штучним покриттям і без суттєвих заходів вертикального планування; (перша надзаплавна тераса Південного Бугу); 4) з переважанням терасного МГК зі змішаною забудовою, з локальними підрізами території (друга надзаплавна тераса Південного Бугу); 5) з переважаням схилового МГК без забудови і заходів вертикального планування; схилового МГК з малоповерховою забудовою, з локальними підрізами (південна частина міста, Лезневе, Дубове, частково Гречани); 6) поєднання схилового МГК з середньоповерховою забудовою, з локальними підрізами; схилового МГК з середньоповерховою забудовою, зі штучними терасами; схилового МГК з багатоповерховою забудовою, з локальними підрізами; схилового МГК зі змішаною забудовою, з локальними підрізами (Південно-Західний і Північний мікрорайони, Заріччя, частково Ракове); 7) поєднання схилового МГК без забудови і заходів вертикального планування; вододільного без забудови і заходів вертикального планування (північна і південна окраїни без забудови).