Влияние человеческой деятельности на формирование городских форм рельефа в Дубае

Городская трансформация Дубая: новая география искусственных ландшафтов

Быстрый метаморфоз Дубая из скромного рыбацкого и жемчужно-дайвингового поселения в глобальный город превосходных образцов представляет собой одно из самых драматических антропогенных ландшафтных преобразований в современной истории. За последние пять десятилетий человеческая деятельность коренным образом изменила естественную топографию эмирата, создав набор городских рельефов, которые почти полностью искусственные. Там, где когда-то были только смещающиеся пустынные дюны, гравийные равнины и береговая линия с низким рельефом, теперь стоят небоскребы, искусственные архипелаги и точно спроектированные городские районы. Эти изменения не просто косметические; они представляют собой глубокое и постоянное изменение физической среды, обусловленное амбициозной экономической диверсификацией, развитием недвижимости и туристическими стратегиями. Понимание влияния человеческой деятельности на формирование этих городских рельефов имеет важное значение для понимания как достижений, так и экологических проблем одного из самых быстрорастущих городов мира.

Масштаб вмешательства Дубая в собственную географию ошеломляет. Выровнены целые холмы, протянуты километры береговых линий, а с морского дна поднялись новые острова. В этой статье рассматриваются основные виды человеческой деятельности, которые сформировали городские формы рельефа Дубая, анализируются процессы строительства, мелиорации земель и развития инфраструктуры, а также рассматриваются глубокие экологические и геоморфологические последствия этого беспрецедентного эксперимента в городском строительстве.

Основы изменений: строительство и расширение городов

Наиболее заметной и распространенной деятельностью человека, изменяющей рельеф Дубая, является крупномасштабное строительство и расширение городов. Рост города потребовал переоборудования обширных участков земли для размещения построенной среды необычайной плотности и высоты. Этот процесс включает в себя ряд геоморфологических вмешательств, включая выравнивание земель, глубокие раскопки и создание совершенно новых наземных поверхностей для фундаментов и инфраструктуры.

Выравнивание земель и топографическая модификация

Природный ландшафт Дубая преимущественно характеризуется плоскими и мягко волнистыми пустынными равнинами, перемежающимися низкими дюнами и случайными системами вади. Ранние фазы городской экспансии в 1970-х и 1980-х годах в основном включали систематическое выравнивание этих дюн для создания однородных строительных участков. Этот процесс удалил естественную микротопографию, заменив ее плоской, спроектированной поверхностью, которая облегчала сетчатые уличные макеты и стандартизированное строительство. Масштабы этого движения по земле огромны; миллионы кубических метров песка и гравия были перераспределены по эмирату. Такие районы, как Дейра и Бур Дубай, которые теперь образуют историческое ядро, первоначально сидели на слегка приподнятой земле возле Дубайского ручья, но последующее заполнение и выравнивание сгладило эти естественные волнения.

Глубокие раскопки и работы фонда

Горизонт Дубая, в котором доминируют некоторые из самых высоких зданий в мире, включая Бурдж-Халифу, требовал другой вид модификации рельефа: глубокие раскопки и специализированная инженерия фундамента. Сам Бурдж-Халифа находится на сложной системе фундамента, которая простирается на 50 метров в землю, проникая через слабые, водоносные слои песка, чтобы достичь компетентного учредительного слоя. Это включало в себя раскопки более 45 000 кубических метров материала и установку массивного железобетонных плотов и свай. Аналогично, сеть метро Дубая и многочисленные многоуровневые подвальные автостоянки включали глубокое траншеи и удаление значительных объемов подземного материала. Эти действия создают то, что можно назвать «перевернутыми рельефами» - пустоты под поверхностью, которые столь же преобразующими, как и структуры выше.

Создание новых наземных поверхностей

Помимо выравнивания и раскопок, городская экспансия также включала создание совершенно новых грунтовых поверхностей. Широкое использование асфальта, бетона, брусчатки и строительных материалов эффективно запечатало естественный пол пустыни на сотни квадратных километров. Этот процесс «поверхностного герметизации» коренным образом изменяет местную гидрологию и динамику осадков. Дождевая вода, которая когда-то просачивалась в песок, теперь быстро утекает вдоль желобов и ливневых стоков, создавая искусственные каналы потока и увеличивая риск внезапных наводнений в низменных районах. Замена проницаемых пустынных поверхностей непроницаемыми городскими поверхностями представляет собой глубокое изменение функции рельефа, даже если общая топография выглядит относительно плоской.

Для дальнейшего контекста того, как инженерия фундамента адаптируется к сложным геологиям, см. этот ресурс по проектированию фундамента в условиях пустыни .

Морские мегапроекты: Восстановление земель и искусственные острова

Возможно, наиболее знаковой и геоморфологически драматической деятельностью человека в Дубае являются его проекты мелиорации. С начала 2000-х годов эмират занимался некоторыми из крупнейших когда-либо предпринятых проектов прибрежной инженерии, создавая новые рельефы, где их раньше не было. Эти проекты расширили береговую линию Дубая на сотни километров и создали совершенно новые типы городских рельефов, изменяя морскую и прибрежную среду в процессе.

Пальма Джумейра: архипелаг из песка

Пальма Джумейра — самый известный и наиболее интенсивно изучаемый пример. Этот искусственный архипелаг, имеющий форму пальмы, был создан путём дноуглубления миллионов кубических метров песка с морского дна и помещения его в заранее сконструированный узор. Процесс строительства предполагал использование передовых GPS-наводных дноуглубителей и специализированных методов уплотнения для стабилизации песка. Результатом стал рельеф суши, который поднимается на несколько метров над уровнем моря, с стволом, 16 фрондами и окружающим полумесяцем волнорезом. Только Пальма Джумейра добавила к береговой линии Дубая около 78 километров и создала новую наземную среду обитания (хотя и искусственную) для жилой и курортной застройки. Форма рельефа была выбрана не только по эстетическим соображениям; она была разработана для максимизации береговой линии фронта для развития собственности при обеспечении защиты от преобладающих ветров и течений.

Острова мира: новый архипелаг

После успеха Palm Jumeirah был инициирован ещё более амбициозный проект островов «Мир». Этот проект предусматривал создание примерно 300 искусственных островов, расположенных в форме карты мира, протяжённостью более 9 километров от побережья Дубая. Строительство требовало дноуглубительных работ и размещения более 320 млн куб. м песка и 32 млн т породы для волнорезов. Однако, в отличие от Palm Jumeirah, Мировые острова столкнулись со значительными геотехническими проблемами, включая продолжающуюся эрозию и необходимость непрерывного обслуживания волнорезов. Острова, будучи более открытыми и по отдельности меньшими, более уязвимы для волнового действия и переноса осадков. Этот проект служит мощным примером долгосрочной геоморфологической нестабильности, которая может сопровождать крупномасштабную мелиорацию земель.

Dubai Marina и Business Bay: особенности внутренних вод

Восстановление земель в Дубае не ограничивается открытым морем. Создание Дубайской пристани и Дубайского канала являются примерами того, как человеческая деятельность модифицировала внутренние рельефы путем раскопок и затопления больших площадей для создания искусственных водоемов. Дубайская пристань включала в себя раскопки 3-километрового водного бассейна шириной 500 метров, с использованием раскопанного материала для создания окружающих наземных платформ для высотного развития. Это создало совершенно новый эстуариноподобный рельеф в городской ткани. Дубайский канал, 3,2-километровый водный путь, связывающий Дубай-Крик с Аравийским заливом, включал в себя прорезание ранее не имеющей выхода к морю области города, формирование нового водоема и модификацию местных дренажных и приливных потоков. Эти проекты демонстрируют, как городские рельефы могут быть созданы путем преднамеренного манипулирования водными и земельными границами.

Для авторитетного обзора инженерных разработок, стоящих за этими проектами, , проконсультируйтесь с этой академической статьей о геотехнических аспектах морских разработок Дубая .

Измененные природные формы: трансформация дюн и вади

В то время как создание новых форм рельефа является наиболее впечатляющим аспектом городской трансформации Дубая, изменение и во многих случаях прямое разрушение естественных форм рельефа одинаково важны.Естественная геоморфология региона Дубая, состоящая в основном из эоловых (ветеробразных) дюн и речных (водообразующих) систем вади, сильно пострадала от городской экспансии.

Судьба дюн пустыни

Дюнные системы, которые когда-то покрывали большую часть того, что является теперь городским Дубаем, были динамическими формами рельефа, сформированными ветровыми узорами и запасами песка из интерьера. Эти дюны медленно мигрировали с течением времени и поддерживали специализированную пустынную экосистему. Городское развитие эффективно «окаменело» эти дюны, покрывая их зданиями, дорогами и инфраструктурой. Где развитие произошло непосредственно на дюнных полях, естественная морфология дюн была полностью разрушена. В некоторых более новых пригородных районах на периферии города, таких как Al Ain Road и районы вокруг Дубайленда, разработчики попытались сохранить некоторые особенности дюн как эстетические элементы ландшафта в закрытых сообществах. Однако эти сохраненные дюны часто сильно управляются, стабилизируются и изолированы от их естественного осадочного запаса, эффективно превращая живые формы рельефа в статические декоративные особенности. Процессы дефляции (эрозии ветра) и осаждения, которые когда-то поддерживали систему дюн, теперь прерываются городскими поверх

Системы Wadi и модификация дренажа

Вадис, сухие русло реки, которые несут случайные внезапные паводковые воды, являются еще одним критическим природным рельефом, который был сильно изменен. Наиболее значительным вади в регионе Дубая является Вади Аль-Амарди, который осушает горы Хаджар и течет к побережью. Городская экспансия посягнула на эту систему вади в нескольких районах. Строительство дорог, водостоков и зданий изменило естественные дренажные пути, направляя воду в инженерные структуры, а не позволяя ей распространяться по пойме. В некоторых случаях каналы вади были заполнены или отведены для создания пригодных для строительства земель, практика, которая значительно увеличивает риск наводнений в районах ниже по течению. Естественный осадок, который был бы транспортирован и депонирован потоками вади, теперь захвачен за контрольными плотинами или удален во время строительства, нарушая бюджет осадочных отложений прибрежной зоны.

Динамика береговой эрозии и осадка

Восстановление земель и прибрежное строительство также глубоко изменили естественные прибрежные процессы. Строительство волнорезов и искусственных наголовьев вокруг Пальма Джумейра и другие разработки прервали естественный дрейф песка вдоль побережья Дубая. Это создало эффект «осадочной тени», когда пески, которые естественным образом пополнили бы пляжи на юге и западе, теперь оказались в ловушке за искусственными сооружениями. Пляжи внизу этих проектов испытали повышенную эрозию, требующую дополнительных инженерных вмешательств, таких как питание пляжей для поддержания рекреационной и защитной ширины пляжа. Создание новых рельефов в морской среде коренным образом изменило местный режим транспортировки осадков, создав новую, контролируемую человеком систему прибрежной динамики.

Для получения дополнительной информации о воздействии изменений на окружающую среду прибрежных районов читайте это исследование о переносе осадков и эрозии в Персидском заливе [1].

Городские формы земли, созданные человеческой деятельностью: каталог

Совокупным эффектом этих разнообразных видов деятельности человека стало создание отличительного набора городских рельефов, которые теперь характеризуют географию Дубая. Их можно классифицировать, анализировать и понимать как новый тип ландшафта, который полностью антропогенен. Следующий список представляет собой наиболее заметные антропогенные рельефы в городе.

Искусственные архипелаги и цепи островов

• Пальм Джумейра, Пальма Джебель Али и Пальма Дейра: Эти пальмовидные острова являются наиболее знаковыми примерами, каждый из которых создает сотни гектаров новой земли и обширную новую береговую линию.
• Мировые острова: Архипелаг из 300 островов, образующий карту мира, создающий сильно фрагментированный и спроектированный рельеф с сложными требованиями к техническому обслуживанию.
• Bluewaters Island: Остров Bluewaters Island: Специально построенный остров для развлечений и жилого строительства, включая колесо наблюдения Ain Dubai.

Зоны мелиорации и модифицированные береговые линии

• Дубай Марина и Jumeirah Beach Residence: Земля отвоевана вдоль 3-километрового участка побережья, чтобы создать плотный городской район с искусственным бассейном канала.
• Пальмовые Полумесяцы: Массивные скальные структуры, которые функционируют как искусственные рифы и береговая оборона, создавая новые приливные и приливные среды обитания.
• Порт Рашид и порт Джебель Али: Обширные дноуглубительные работы и мелиорация для создания крупнейших в мире искусственных портов, изменяя береговую батиметрию и создавая промышленные рельефы.

Небоскребы и вертикальные городские формы рельефа

• Бурдж-Халифа и центр Дубая: Глубокие раскопки и массивные фундаменты, необходимые для самого высокого здания в мире, создали новый подземный рельеф, в то время как само здание функционирует как вертикальный рельеф, влияющий на ветровые модели и тепловую динамику.
• Дубайские башни-пристань:] Плотное скопление из более чем 200 высотных зданий, каждое из которых требует глубоких фундаментов и модификации грунта.Кумулятивный эффект этих сооружений создал городскую среду каньона с различными микроклиматами.
• Бизнес-Бей и Шейх Зайедский автомобильный коридор: Линейная зона развития, где фундаменты небоскребов были раскопаны вдоль главной транспортной артерии, создавая непрерывную модификацию подповерхностной поверхности.

Расширенные городские районы и модификация поверхности земли

• Южный Дубай и площадка Expo 2020: Участок Expo 2020 включал в себя обширное выравнивание земель и развитие инфраструктуры на ранее неразвитом пустынном ландшафте, создавая совершенно новый городской район с инженерной топографией.
• Международный аэропорт Аль-Мактум: Один из крупнейших проектов строительства аэропортов в мире, включающий в себя массивные земляные работы и выравнивание земель на десятки квадратных километров.
• Силиконовый оазис Дубая и Академический город: Городские зоны, построенные с целью полного восстановления естественных дюнных полей для создания плоских, стандартизированных платформ разработки.

Искусственные водоемы и системы каналов

• Дубайский канал: 3,2-километровый водный путь, соединяющий Дубай-Крик с Аравийским заливом, создавая новый рельеф устья и резко изменяя городскую гидрологию.
• Расширение Дубайского ручья: Расширение естественного ручья внутри страны, включая дноуглубительные работы и строительство банков для создания судоходного водного пути через сердце города.
• Различные искусственные озера и особенности воды: Крупные искусственные озера в Бурдж-Халифе, в Аль-Барше, и в многочисленных виллах, созданных путем раскопок и заполнения очищенной водой, представляющих новые водные формы рельефа в засушливой среде.

Экологические и устойчивые последствия антропогенных форм рельефа

The creation of these new urban landforms is not without significantАнтропогенное изменение географии Дубая повлияло на все: от местной гидрологии и динамики осадков до морского биоразнообразия и выбросов углерода. Понимание этих последствий имеет решающее значение для оценки долгосрочной устойчивости этой модели развития.

Нарушение естественного осадка и гидрологических циклов

Как обсуждалось, прерывание переноса длинных осадков и герметизация проницаемых поверхностей имеют глубокие последствия. Естественная пополнение пляжей скомпрометирована, что требует постоянных и дорогостоящих программ питания пляжей. Потеря проницаемых поверхностей пустыни увеличила поверхностный стоок, способствуя риску внезапных наводнений даже от относительно скромных осадков. Искусственные водоемы, хотя и эстетически приятны, требуют постоянной энергоемкой циркуляции и обработки для предотвращения застоя и цветения водорослей, что представляет собой значительную постоянную экологическую стоимость.

Влияние на морскую и прибрежную экологию

Строительство искусственных островов и рекультивированных земель непосредственно уничтожило обширные районы морской среды обитания, включая рифы, коралловые рифы и межприливные грязи.В то время как новые места обитания искусственных рифов, созданные волнорезами и подводными сооружениями, могут обеспечить некоторую экологическую ценность, они обычно поддерживают более низкое биоразнообразие, чем естественные места обитания, которые они заменили.Повышенная мутность от дноуглубительных работ и строительных работ также негативно повлияла на оставшиеся коралловые сообщества. Долгосрочная экологическая траектория этих искусственных морских рельефов до сих пор не полностью понята, но ранние данные свидетельствуют об упрощении структуры экосистемы.

Углеродный след и потребление ресурсов

Строительство городских форм рельефа в Дубае имеет огромный углеродный след. Энергия, необходимая для дноуглубительных работ, транспортировки материалов, производства бетона и эксплуатационного строительного оборудования, вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов. Производство бетона (для фундаментов, зданий и инфраструктуры) является основным источником CO2. Кроме того, текущая эксплуатационная энергия, необходимая для охлаждения, перекачки воды и поддержания этих искусственных сред, добавляет к углеродному бремени города. ОАЭ добились значительных успехов в области возобновляемых источников энергии, включая развитие солнечного парка Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума, но встроенная энергия в построенной среде остается высокой.

Для получения более подробной информации об экологических издержках таких мегапроектов см. доклад Программы ООН по окружающей среде «Глобальный экологический прогноз» для региональных оценок.

Будущие вызовы: устойчивость и обслуживание

Одной из наиболее значительных долгосрочных проблем, связанных с антропогенными рельефами Дубая, является их постоянное поддержание и устойчивость перед лицом изменения климата. Повышение уровня моря представляет прямую угрозу для низменных рекультивируемых земель и прибрежных разработок. Волновые воды и береговая оборона, которые защищают эти рельефы, потребуют постоянного обновления и усиления. Искусственные острова, особенно Мировые острова, требуют постоянного дноуглубления и технического обслуживания для борьбы с эрозией и оседанием. Эти рельефы не являются самоподдерживающимися; они требуют постоянного вмешательства человека, чтобы оставаться стабильными. Это представляет собой значительное долгосрочное финансовое и инженерное обязательство. Кроме того, увеличение частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений, включая штормы и тепловые волны, будет проверять устойчивость этих построенных ландшафтов.

По мере развития Дубая задача будет заключаться в том, чтобы сбалансировать экономические и городские преимущества создания рельефа с необходимостью экологической устойчивости и долгосрочной устойчивости. Будущая городская география города, вероятно, будет включать больший акцент на адаптивном управлении, зеленой инфраструктуре и интеграции природных процессов в построенную среду. Такие концепции, как проектирование губчатого города, который стремится управлять ливневыми водами через проницаемые поверхности и водно-болотные угодья, могут играть большую роль в формировании будущих рельефов. Опыт Дубая предлагает мощный и иногда предостерегающий урок в силе человеческой деятельности по изменению поверхности планеты.

Для дальнейшего чтения о будущем устойчивости городов в засушливых регионах, в статье Всемирного экономического форума обсуждается устойчивое развитие в пустынных городах.

Заключение

Влияние человеческой деятельности на формирование городских рельефов в Дубае является всеобъемлющим, драматическим и продолжающимся. От выравнивания пустынных дюн для пригородной экспансии до колоссальной морской инженерии Пальма Джумейра и Мировых островов, человеческое агентство стало доминирующей геоморфологической силой в этом уголке Аравийского полуострова. Город Дубай уже не просто город на ландшафте; это сам по себе новый вид ландшафта — антропогенный рельеф местности необычайной сложности и масштаба. Список созданных человеком рельефов обширный и включает искусственные острова, рекультивированные прибрежные зоны, глубокие фундаменты небоскребов, раскопанные пристани и каналы, запечатанные городские поверхности и модифицированные системы вади. Каждый из них представляет собой преднамеренное вмешательство в природные процессы, с широкими и часто непреднамеренными последствиями для гидрологии, динамики осадков, экологии и климата.

История городских ландшафтов Дубая - это история амбиций, инженерного мастерства и экономического видения. Это также история экологических преобразований со значительными проблемами устойчивости. Будущее этого города будет зависеть от того, как он управляет наследием этих изменений - будь то за счет увеличения инвестиций в устойчивость, перехода к более экологически интегрированному дизайну или комбинации того и другого. Поскольку другие быстро растущие города во всем мире смотрят на Дубай как на модель быстрого городского развития, уроки его антропогенных рельефов более актуальны, чем когда-либо. Город стоит как свидетельство человеческой изобретательности и напоминание о том, что земля под нашими ногами все чаще является продуктом нашего собственного дизайна.