Морфодинамический анализ как метод для целей градостроительного планирования

П.Н. Брагин

1. Сущность метода морфодинамического анализа

Из всего многообразия природных условий рельеф наиболее характерное и определяющее состояние поверхности городской территории. Он является важнейшим фактором, оказывающим непосредственное влияние на планировку, застройку и благоустройство города и, в конечном счете, на экономику строительства. При оценке территории основное внимание уделяется существующему рельефу. Определяют наличие и расположение водоразделов и тальвегов, основные направления стока поверхностных вод, участки территорий с различными уклонами, территории, требующие мероприятий по инженерной подготовке, и пр. В зависимости от этих и других факторов проводится функциональное зонирование территории и основные мероприятия, обеспечивающие использование территории в необходимых целях [1].

В данной работе излагается опыт использования метода морфодинамического анализа рельефа для целей генерального планирования на примере Ярославля - одного из типичных городов Центра и Севера Русской равнины. В основу анализа рельефа территории была положена методика выявления элементарных поверхностей по А.Н. Ласточкину [2], доработанная применительно к задачам оценки территории равнинного города. Данная методика по сути явилась развитием и продолжением существовавшей до того методики вырисовывания пластики рельефа ручным способом, имевшей широкое применение у почвоведов и ландшафтоведов. Однако она была, в известной степени, произвольной, а потому возникла необходимость в методике анализа рельефа, имеющей под собой четкое математическое обоснование. Смысл операции морфодинамического анализа заключается в выявлении в пределах геоморфологических поверхностей элементарных поверхностей, обладающих, в достаточной мере, неизменными характеристиками (уклон, литология, экспозиция). Согласно современной теории морфодинамического анализа, границами поверхностей служат структурные линии рельефа, которые подразделяются на несколько типов: килевые, гребневые, линии вогнутого и выпуклого перегибов.

Линия вогнутого перегиба - это линия, разделяющая участок крутого склона от участка пологого склона; в свою очередь, линия выпуклого перегиба, наоборот, находится на границе между пологим и крутым участками склона. Килевая линия проходит по наиболее пониженным участкам в рельефе, тогда как гребневая, по сути, есть водораздел. Гребневые и килевые линии отыскиваются методом пластики рельефа, смысл которого сводится к преобразованию континуума изогипс топокарты в дисконтинуум путем соединения точек перегиба каждой соседней разновысотной изогип-сы (в точках нулевой кривизны) особой линией - морфоизографой, отделяющей выпуклости от вогнутостей [3]. В первую очередь на карте пластики изображается ложбинно-лощинная сеть и водоразделы разных порядков. Линии, проведенные по дну ложбин, как раз и являются килевыми линиями.

Основой для выполнения карты пластики рельефа служит исходная карта с изогипсами земной поверхности (горизонталями). Для работы по созданию карты пластики рельефа использовалась карта (план-схема) масштабом 1: 10000 с горизонталями, проведенными через 5 метров. Листы карты были сканированы, а затем оттрассированы, то есть переведены в векторный формат при помощи графического редактора Corel Draw 7.0.

Следующим этапом работы стала «сборка» всех фрагментов карты в единое целое. Для этого применялось пошаговое соединение всех элементов карты в разных слоях. Соединение проходило в два этапа: сначала фрагменты были собраны в 12 листов, соответствующих листам плана-схемы, полученные таким образом листы «сшивались» в единую карту, на которой, в итоге, получили отображение следующие объекты: рельеф города в виде горизонталей и элементы гидрологической сети - Волги, ее притоки, а также русла ручьев.

Затем при помощи метода пластики рельефа выявлялась ложбинно-лощинная сеть.

Она фиксировалась по так называемым «заливам горизонталей», то есть искривлениям линии горизонтали, направленным вверх по склону. Предполагалось, что «серия» заливов - несколько подряд чередующихся изгибов - фиксируют определенную линейную отрицательную форму рельефа. Затем посредством вписывания в изгиб горизонтали окружности подходящего радиуса определялся «истинный» размер неровности. Края последовательно чередующихся окружностей соединялись по касательной, таким образом прорисовывались ложбины и лощины (килевые линии).

Водоразделы фиксировались по «мысам горизонталей» - искривлениям линии горизонтали, направленной вниз по склону. Итоговая линия водораздела проводилась исходя из того, что серия таких изгибов фиксирует положительную форму рельефа. Таким способом на карту были нанесены основные водоразделы и водоразделы более низких порядков (ребра - гребневые линии).

2. Типизация городского рельефа посредством морфодинамического анализа

На основании данных морфодинамического анализа (а также согласно геологическим изысканиям) в первом приближении территория Ярославля представляет собой гетерогенное образование, которое может быть сведено к восьми генетическим типам геоморфологических поверхностей:

современная пойма Волги и ее притоков

первая надпойменная терраса аллювиального и озерного генезиса

вторая надпойменная терраса сложного озерно-ледникового генезиса

третья надпойменная терраса озерно-ледникового и флювио-гляциального генезиса

холмисто-грядовая поверхность морены напора

морен