Эколого-геоморфологический анализ расположения функциональных зон г. Красноярска

ЭКОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСПОЛОЖЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЗОН

г. КРАСНОЯРСКА

Функциональное зонирование, ГИС, эколого-геоморфологические исследования.

С начала прошлого века и по сей день отмечается наиболее активный период развития городов. Это связано со стремительным ростом численности населения и промышленного производства, вызванным улучшением условий жизни в связи с открытиями во многих областях науки и техники. Начавшийся в прошлом веке процесс быстрого роста урбанизированных территорий часто происходил без соответствующего учёта экологических требований, которые сформировались позднее, без учёта многих факторов, в частности рельефа. А отсутствие единого плана застройки города или его постоянные изменения приводили к некорректному встраиванию в рельеф городских территорий. Город как комплекс функциональных зон с различным типом функционирования представляет собой совокупность территорий, используемых человеком с определённой целью [Геоэкология ..., 2005, с. 542], т. е. определённым образом воздействующих на ОС, здоровье и жизнедеятельность человека. В частности, расположение таких зон в рельефе местности является значимым фактором при рассеивании или транспортировки загрязнений, производимых городом.

Данное исследование проведено с целью выявить сложившееся пространственное расположение функциональных зон г. Красноярска и проанализировать их, исходя из эколого-геоморфологических позиций. Вследствие этого выполнялись следующие задачи: провести функциональное зонирование территории г. Красноярска; оценить историко-геоморфологические предпосылки становления функциональных зон и выбора места для города; провести анализ современных функциональных зон, исходя из геоморфологических позиций.

Территория г. Красноярска расположена в основном в пределах террасового комплекса, состоящего из 8 террас разного возраста [Чеха, 1997]: I и II - 8-18 м над уровнем Енисея, III — 30 м, IV — 45—55 м, V — 60—70 м, VI — 100 м, VII — 130— 140 м, VIII — 150—230 м. Террасы представляют собой горизонтальные площадки, лишь иногда имеющие небольшой уклон (до 2,5°) в сторону водотока, к бассейну которого принадлежат. Таким образом, комплекс террас представляет собой группу высотных уровней (этажей), преимущественно удалённых от Енисея в зависимости от возраста (то есть порядка), соединённых склонами. Первые представляют собой площадки, благоприятные для хозяйственной деятельности, вторые же вместе с присклоновыми участками являются неблагоприятными для возведения различных зданий и сооружений либо значительно увеличивают стоимость строительства.

Некоторые предпосылки выбора места для строительства Красноярска в 1628 г. в какой-то мере были определены геоморфологически. Город расположен на стыке трёх тектонических структур: Восточного Саяна в системе Алте-Саян-ской горной страны, Красноярско-Кемчугской равнины — юго-восточной части

Западно-Сибирской равнины и Ангаро-Канской части Енисейского кряжа — южной части Среднесибирского плоскогорья. Разнообразие форм рельефа определило наличие семи ландшафтных зон [Кириллов, 1977], особого микроклимата и эстетической привлекательности территории. Вот что говорил об этом А. Дубен-ской: «...на яру место угоже, высоко и красно и лес близко всякий есть, и пашенных мест и сенных покосов много...» [Ружже, 1966, с. 23].

Город Красноярск, ранее острог площадью 0,17 км2, ныне промышленный центр Сибири площадью 320 км2, раскинулся на обоих берегах Енисея, вдоль его течения с ЮЗ на СВ на 33 км и на 19 км поперёк течения Енисея с ЮВ на СЗ.

Для определения роли рельефа при выборе места для строительства города и его «роста» были проанализированы литературные источники [Ружже, 1966; Царев, Крушлинский, 2001; Красноярск..., 2003]. В результате была определена динамика роста города (рис. 1, 2).

Первоначально для строительства острога была выбрана площадка II террасы, ныне территория Центрального района города. С эколого-геоморфологичес-ких позиций она оказалась наиболее удобной для жизни поселенцев. Расположение острога на стрелке рек Кача и Енисей оказывало защитную функцию от набегов кочевников и обеспечивало близость водных объектов. Острог с трёх сторон был защищён естественными преградами — поймами рек. По этому поводу В.Л. Ружже писал: «Конфигурация планировочного пятна города (1730) во многом повторяла природные очертания самого мыса» [Ружже, 1966, с. 23].

В последующие годы при исчезновении опасности нападения старый Красноярск стал расти в сторону свободного пространства I, II террас, он продвигался вдоль долины р. Кача, занимая этот высотный уровень (8—18 м над уровнем Енисея). Позднее, после строительства железнодорожной ветки через Красноярск в 1895 г. город стал активно расти, охватывая более возвышенные участки, и к 1905 г. частично были застроены площадки III террасы, расположенные по обе стороны р. Кача.

Рис. 2. Геоморфология и площадь г. Красноярска во времени:

1 — пойма р. Енисей и его притоков голоценового возраста; 2 — объединённые I и II террасы высотой 8—18 м позднеплейстоценового возраста; 3 — III терраса высотой 30 м позднеллей-стоценового возраста; 4 — объединённые IV и V террасы высотой 45—70 м среднеплейстоценового возраста; 5 - VI терраса высотой 100 м раннеплейстоценового возраста* 6 - VII терраса высотой 130—140 м раннеплейстоценового возраста; 7 — VIII терраса высотой 150— 230 м олигоцен-пеогенового возраста; 8 — фрагменты мел-палеогеновой поверхности выравнивания; 9 — олигоцен-миоценовая аккумулятивно-денудационная полицентрическая равнина высотой 350—400 м; 10 — древние лога и балки: 11 — склоны долины р. Енисей и его притоков; 12 — границы городской среды в данном году

Чуть позднее, в начале того же века был построен мост через р. Енисей, что определило возможность освоения его правобережной части. «При планировании развития правобережной части города решающую роль сыграли: наличие ровной и свободной территории, изобилие материалов для строительства, благоприятные условия для причалов, возможность размещения предприятий с учётом розы ветров» [Ружже, 1966]. С геоморфологических позиций эта территория представляет собой площадку II террасы Енисея. Боковой эрозии, вызываемой рекой, на данном участке правобережья не наблюдается, что оказалось благоприятным для строительства портов и развития судоходства.

В 1934 г. основная масса промышленных предприятий правобережья была построена или находилась в процессе строительства. Их строительство, как и строительство промышленной зоны левобережья с 1956 г. (площадки IV и V террас), было рассчитано с учётом розы ветров. Согласно расчётам, эти промышленные зоны находились на расстоянии 8—10 км с наветренной стороны от былого Красноярска. Однако активный рост города уменьшил эти расстояния до нуля,

окружив промышленные зоны предприятий селитебными. При этом левобережная часть города также получила развитие в северо-западном направлении (долина р. Бугач), где намечалось развитие лёгкой промышленности.

Далее город рос в сторону освоения более возвышенных территорий — площадок IV, V, VI, VII, VIII террас. Происходило уплотнение городской застройки, и в использование вводились неблагоприятные в инженерно-геоморфологическом отношении территории. В результате сформировался современный облик Красноярска.

Анализ территории проводился лишь в рамках административных границ города. Вся застройка городской среды подразделялась на территории: занятые промышленными объектами с их складскими зонами; занятые многоэтажной застройкой, преимущественно селитебной (более 2-х этажей); с 1—2-этажной застройкой (жилые дома, коттеджи, гаражная застройка); занятые застройкой садо-во-дачного типа; кладбища; карьеры со складированием коммунально-бытовых и золошлаковых отходов; парки; скопления железнодорожных путей и сопуству-ющих им предприятий по обслуживанию железных дорог. В ходе дешифровки выделялись однородные массивы, занятые зданиями или сооружениями одного типа функционирования, кварталы или одиноко стоящие здания.

Обработка геоморфологических данных и данных о расположении функциональных зон Красноярска в среде Мар1п£о позволила провести математический подсчёт площадей для каждого типа данных и соотнести их.

В работе использовалась карта «Рельеф и зональный план территории г. Красноярска», составленная на основе дешифрирования функциональных зон с космоснимков за 2006 г., предоставляемых \¥еЬ-сервисом УаЬоо, и данных о геоморфологическом строении территории [Чеха, 1997].

Площадь административной границы города составляет около 320 км2, из них используется под застройку с разным типом функционирования 165,06 км2.

Промышленность в Красноярске как основной источник антропогенного воздействия на урболандшафты города и окружающие их территории встречается во всех районах города и в целом перемешана с застройкой других типов функционирования. Общая площадь промышленных объектов для г. Красноярска составляет 50,44 км2. Из них большая часть находится на площадках I, II террас правобережья Енисея - 31,56 км2 - и IV, V террас левобережья - 11,08 км2. Основное строительство этих зон относится ко второй трети XX в., тогда были основаны такие промышленные предприятия, как: Красфарма, ЦБК, КрасМАШ, ТЭЦ-1, КРАЗ. В последней трети XX в. были построены ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3. Особо неблагоприятное местоположение занимают промышленные объекты, расположенные в долинах рек Кача и Бугач. Долины этих рек расположены перпендикулярно движению основных воздушных масс, что создаёт неблагоприятный экологический эффект при рассеивании атмосферных загрязнений, определяемый рельефом местности.

Ввиду естественного роста города промежутки между промышленными предприятиями оказались застроены преимущественно постройками селитебных зон, 1-2- и многоэтажными строениями. Первая занимает площадь 26,23 км2, а вторая - 41,52 км2. Основная масса 1-2-этажных строений расположена на площадке I, II террасы - 7,17 км2, 4, 5-5,94 км2 и склонах более 6-4,33 км2. Многоэтажная же застройка преобладает на площадке I, II террас, где её площадь составляет 15,79 км2, и IV, V террас - 12,81 км2.

Садово-дачная застройка в основном приурочена к возвышенным территориям. Её общая площадь составляет 26,28 км2. Основная масса садово-дачных территорий расположена на склоновых участках - 8,79 км2 - и на площадках VI и VII террас - 6,69 и 5,02 км2.

Кладбища расположены преимущественно на возвышенных элементах рельефа (склоны, III, VI, VII, VIII террас), их общая площадь составляет 2,76 км2. Карьеры со складированием коммунально-бытовых и золошлаковых отходов (2,88 км2) и территории, используемые под выращивание сельскохозяйственной продукции 13,58 км2, встречаются практически на всех морфологических элементах рельефа. Под парковую зону занято 0,97 км2.

Особый интерес вызывает анализ площадного распространения и плотности застройки на различных элементах рельефа. Территориями, имеющими определённый риск потери стабильности рельефа при расположении на них инженерных зданий и сооружений, являются: пойма, склоны более 6°, лога и балки.

Пойма — часть речной долины, затопляемая в половодье или во время паводков [Барышников, 1978]. Несмотря на контроль стока и зарегулированность русел рек городских территорий, пойма представляет собой место повышенной неб-лагоприятности и опасности для объектов строительства, так как весенние половодья и паводки могут протекать с различной степенью интенсивности. Кроме того, пойменная часть характеризуется близким залеганием грунтовых вод, что может быть определяющим фактором в активизации некоторых экзогенных процессов и явлений [Котлов, 1967]. На поймах рек Енисей, Кача, Бугач и их прит-ках располагается 5,63 км2 различных зданий и сооружений. Пойма в пределах городской среды оказалась застроена на четверть, процентная площадь её застройки составила 26,8 %, где преобладающие функциональные зоны это: сады и дачи (8,79 км2), 1,2-этажная застройка (4,33 км2) и промышленные объекты (2,84 км2).

Склоны более 6° по степени благоприятности строительства относятся к сравнительно благоприятным и неблагоприятным [Лихачёва и др., 1999]. Они характеризуются низкой устойчивостью рельефа к активизации экзогенных процессов. На склоновых участках в пределах города располагается 20,26 км2 функциональных зон от общей их площади (77,32 км2). Из них основная масса представлена садово-дачными участками — 8,79 км2, 1—2-этажными зданиями и сооружениями — 4,33 км2 — и промышленными объектами — 2,84 км2. Склоны более 6° на территории города используются человеком на 26,2 %. Следствием этого является активизация эрозионных процессов, вызванная антропогенной деятельностью на склоновых и присклоновых участках в целом для Красноярска [Мокринец, 2010].

На левобережье Красноярска встречаются древние лога и балки общей площадью 3,01 км2, они застроены на 22,9 %. Эти древние эрозионные формы в настоящий момент проявляют активность в виде суффозионных воронок, вторичной эрозии по склонам и днищам. Часть этих процессов провоцируется деятельностью человека [Мокринец, 2010]. Строительные объекты на их территории представлены в основном 1—2-этажными зданиями и сооружениями (0,51 км2), также встречаются многоэтажная застройка (0,09 км2), садово-дачные участки (0,06 км2) и промышленные объекты (0,03 км2).

Анализируя данные по остальным морфоэлементам, следует отметить, что наибольшую площадь на территории города занимают I и II террасы, на них распо-

ложено 84 км2 функциональных зон, а плотность застройки составляет 69 %. Далее следуют площадки IV, V террас - 56,36 км2 при плотности застройки 57,68 %, VII терраса - 33,37 км2 - при плотности застройки 54,86 %.

В направлении основных векторов развития городской среды, а также при выборе места под строительство Красноярска ведущую роль сыграли особенности рельефа местности и условия, которые им определяются (перепады высот, наличие естественных преград или ровных площадок террас, удалённость от водных объектов, привлекательность территории (эстетичность)). На процесс роста города и распространение городской среды определяющее влияние оказывает наличие возможности продвижения по тому же высотному уровню, то есть террасе. При отсутствии такой возможности город начинает расти за счёт других высотных уровней.

В целом наблюдается уменьшение концентрации (плотности) построек при увеличении высот. Исключение составляет лишь площадка VI террасы, имеющая удобное положение для садово-дачного использования.

Перемещение по различным высотным уровням требует больших затрат энергии, чем по относительно ровной площадке какой-либо террасы, поэтому в первую очередь происходило освоение низинных территорий. Так как большая часть селитебных зон возникла вследствие строительства промышленных объектов и вблизи последних, обе группы этих зон оказались перемешанными в расположении, что сыграло значимую роль в экологическом состоянии городской среды.

Промышленная застройка встречается во всех районах города, что негативно влияет на экологическое состояние городской среды. Кроме того, на всей территории города наблюдаются высокая плотность застройки и малое количество парковых зон, что несомненно является фактором воздействия на психофизиологическое состояние граждан.

Красноярск достиг стадии, при которой осваиваются неблагоприятные для строительства территории (склоны, пойма, лога и балки). Их площадь составляет 16,1 % от общей площади функциональных зон города.

Территорию г. Красноярска можно условно представить в виде эллипса, где центральную часть составляют зоны 1-2- и многоэтажных зданий и сооружений, в основном используемых в качестве селитебных. Эти зоны со всех сторон, кроме западной, оконтуриваются промышленной застройкой, а уже потом садово-дачной и сельскохозяйственной.

Данные о масштабах и особенностях распространения и расположения функциональных зон Красноярска при учёте рельефа, могут быть использованы: при расчёте антропогенной нагрузки для разных компонентов окружающей среды с учётом различной специфики природопользования функциональных зон как для всего города, так и для отдельных его участков; для оценки экологической емкости территории города; при определении особенностей распространения различных типов загрязнений, в том числе воздушных; при перепланировке отдельных участков городской среды.

Данные об историческом изъятии территорий под строительство могут быть использованы при определении продолжительности антропогенной нагрузки для отдельных участков города и устойчивости природной среды.

Библиографический список

1. Барышников Н.Б. Речные поймы (морфология и гидравлика). Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 152 с.

2. Геоэкология и природопользование: понятийно-терминологический словарь / авт,-сост. В.В. Козин, В.А. Петровский. Смоленск: Ойумена, 2005. 576 с.

3. Кириллов М.В. Окрестности Красноярска. Красноярск: Краснояр. книж. изд-во, 1977. 91 с.

4. Котлов Ф.В. Город и геологические процессы. М.: Наука, 1967. 226 с.

5. Красноярск: этапы исторического пути / Г.Ф. Быконя, В.В. Куимов, В.И. Федорова; под ред. П.И. Пимашкова. Красноярск: Буква, 2003. 560 с.

6. Лихачёва Э.А., Тимофеев Д.А., Локтттин Г.П. Эколого-геоморфологические критерии оценки городской территории // Геоморфология. 1999. № 3. С. 18-26.

7. Мокринец К.С. Динамика современных экзогенных процессов на территории Красноярска // Молодёжь и наука XXI века. Красноярск, 20-21 мая 2010 г. / Краснояр. гос. пед. ун-т. им. В.П. Астафьева. Красноярск, 2010. Т. 1. С. 86-88.

8. Ружже В.Л. Красноярск: вопросы формирования и развития. Красноярск: Краснояр. книж. изд-во, 1966. 196 с.

9. Царев В.И., КрушлинскийВ.И. Красноярск. История развития и градостроительства. Красноярск: Краснояр. книж. изд-во, 2001. 248 с.

10. Чеха В.П. Позднепалеолитические стоянки красноярского района: итоги археологических исследований // Исторические чтения памяти М.П. Грязнова. Омск: Омский университет, 1997. С. 179-180.