Table of Contents

Что такое городские формы земель?

Городские формы рельефа - это физические особенности поверхности Земли, которые были преднамеренно или непреднамеренно сформированы человеческим строительством в городской среде. В отличие от природных форм рельефа - гор, долин, рек - городские формы рельефа являются продуктом вековых раскопок, заполнения, сортировки и строительства. Они влияют на все, от транспортных сетей и дренажных структур до местного климата и распределения зеленых насаждений. По мере расширения городов понимание того, как человеческая деятельность изменяет ландшафт, становится критически важным для городского планирования, устойчивого развития и устойчивости к стихийным бедствиям.

Каждый город сидит на фундаменте, который редко бывает нетронутым. Почва под небоскребом в центре города может быть уплотнена из бывшего водно-болотного угодья. Холм в городском парке может быть искусственным насыпью строительного мусора. Река, протекающая через мегаполис, может быть канализирована, ее берега усилены бетоном. Все это примеры городских форм рельефа - особенности, которые смешивают естественные процессы с человеческим намерением. Изучение этих особенностей помогает планировщикам, инженерам и экологам работать вместе, чтобы создать города, которые являются функциональными и экологически чистыми.

Типы городских форм рельефа

Городские формы рельефа можно разделить на несколько широких категорий, исходя из того, как они создаются и каково их назначение.Одни строятся намеренно, другие — случайные побочные продукты развития.

Восстановленная земля

Восстановление земель из водоемов — один из самых драматических способов изменения человеком природных ландшафтов Прибрежные города, такие как Гонконг, Сингапур и Сан-Франциско, расширились за счёт заполнения водно-болотных угодий, заливов и мелководья. Результатом является новая земля, которая часто находится ниже первоначального уровня воды, требуя постоянного дренажа и подкрепления. Восстановленная земля обычно состоит из вырубленных осадков, измельченных пород, а иногда и строительных отходов. Со временем этот материал сжимается и оседает, создавая уникальный рельеф с различными геотехническими характеристиками.

Искусственные холмы и курганы

Не все городские формы рельефа создаются по практическим причинам. Искусственные холмы и курганы появляются в парках, жилых комплексах и даже промышленных зонах. Некоторые предназначены для эстетических целей — для обеспечения живописных видов или экранирования нежелательных достопримечательностей. Другие выполняют функциональные роли, такие как шумовые барьеры вдоль шоссе или защитные насыпи вблизи пойм. Исторически древние построенные города рассказывают (насыпи поселений) о веках накопленного мусора; современные города повторяют этот процесс в более быстром масштабе времени.

Раскопки бассейнов и депрессии

Городское развитие часто включает удаление материала для создания пространства для структур или инфраструктуры. Карьеры, туннели метро, подвалы и ливневые воды, все производят искусственные углубления. Эти раскопанные бассейны могут изменить местный поток подземных вод и создать микрорайоны для растений и дикой природы. Некоторые из них позже превращаются в озера или пруды, становясь постоянными городскими рельефами, которые служат рекреационным или дренажным функциям.

Выросшие платформы и террасы

В холмистых или подверженных наводнениям городах люди создают плоские строительные поверхности, разрезая склоны или создавая платформы. Примерами являются террасное жилье в Гонконге, ступенчатые дороги в Сан-Франциско и возвышенные площади в Мехико. Эти рельефы стабилизируют склоны, но также перенаправляют сток воды и могут увеличить риски эрозии, если они неправильно спроектированы.

Подземные структуры

Городские рельефы не ограничиваются поверхностью. Метро, туннели, подвалы и подземные парковки создают пустотные пространства, которые изменяют геологию подповерхностей. Эти структуры могут изменять уплотнение почвы, движение грунтовых вод и даже тепловой профиль земли. В городах с плотным подземным развитием земля над землей может селиться неравномерно, создавая углубления или выпуклости.

Непреднамеренные формы рельефа

Многие городские формы рельефа являются случайными. Свалки производят холмы из уплотненного мусора; заброшенные промышленные объекты оставляют после себя загрязненные курганы; сносные завалы иногда классифицируются на неформальные склоны. Эти непреднамеренные особенности часто требуют восстановления, прежде чем они могут быть повторно использованы, но они также служат напоминанием об истории потребления и отходов города.

Как строительная деятельность формирует городские формы земель

Человеческое строительство является основным двигателем изменения городской формы рельефа. Процессы, связанные с этим, разнообразны и часто пересекаются.

Раскопки и вырубка

Раскопки удаляют землю, чтобы создать пространство для фундаментов, подвалов и коммунальных линий. Градирование изменяет поверхность для достижения желаемых склонов и дренажных узоров. Вместе эти процессы изменяют топографию в местном масштабе. В районах с крутой местностью обширная классификация может усечение холмов и заполнять долины, эффективно создавая новый, рукотворный ландшафт. Удаленный материал часто заканчивается в другом месте, создавая искусственные холмы или заполняя области.

Заполнение и компакция

Заполнение включает в себя добавление материала для подъема поверхности земли или заполнения пустот, таких как старые карьеры или болота. Заполнительным материалом может быть почва, камень, переработанный бетон или даже бытовые отходы. Затем компакция используется для увеличения плотности и уменьшения будущего поселения. Этот процесс создает формы земли, которые в некоторых случаях более стабильны, чем исходный грунт, но они могут селиться неравномерно или иметь различную проницаемость, влияя на дренаж и производительность фундамента.

Землетрясение и транспорт

Крупномасштабные землеройные проекты — строительство автомагистралей, расширение аэропорта, строительство плотин — могут создать целые формы рельефа в течение нескольких недель. Перераспределение миллионов кубометров почвы и породы изменяет дренажные бассейны, изменяет транспорт осадочных пород, а иногда вызывает оползни или эрозию. Получающиеся формы рельефа часто мало напоминают первоначальную местность и требуют постоянного обслуживания, чтобы оставаться стабильными.

Снос и обезглавливание

Когда здания сносятся, обломки редко удаляются полностью. Жеребенок, кирпичи и другие материалы часто используются в качестве заполнения на месте или поблизости. На протяжении десятилетий эти насыпи сноса становятся частью городского рельефа. Они могут поддерживать растительность и даже привлекать дикую природу, но часто содержат загрязняющие вещества, которые ограничивают повторное использование.

Влияние на природные системы

Городские формы рельефа не изолированы, они взаимодействуют с естественными процессами способами, которые могут быть полезными или вредными.

Дренаж и гидрология

Искусственные холмы и непроницаемые поверхности меняют то, как течет дождевая вода. Раскопанные бассейны могут стать зонами контроля за наводнениями, но они также концентрируют стоки, увеличивая эрозию вниз по течению. Восстановленная земля часто требует насосов, чтобы не давать воде, в то время как заполненные водно-болотные угодья теряют свою естественную емкость для хранения воды. Понимание этих гидрологических модификаций имеет важное значение для смягчения наводнений и подзарядки подземных вод.

Стабильность почвы и эрозия

Заполненные и градуированные формы суши подвержены эрозии до тех пор, пока не установится растительность. Компактные почвы уменьшили инфильтрацию, что привело к большему поверхностному стоку. Нестабильные склоны, созданные путем резки или заполнения, могут выйти из строя во время сильных дождей или землетрясений. Современная инженерия использует подпорные стены, геотекстиль и надлежащее уплотнение для смягчения этих рисков, но многие старые городские формы рельефа уязвимы.

Экосистемы и биоразнообразие

Городские формы рельефа могут создавать новые места обитания. Искусственные холмы часто содержат сухие, солнечные условия, которые поддерживают теплостойкие растения. Задержанные бассейны становятся сезонными водно-болотными угодьями, которые привлекают водоплавающих птиц. Однако эти места обитания часто фрагментированы и изолированы от природных районов. Экзотические виды могут процветать, в то время как местные виды борются. Зеленые крыши и восстановленные коричневые поля могут частично компенсировать, но общий эффект городских форм рельефа на биоразнообразие смешанный.

Эффект острова тепла

Геометрия городских рельефов влияет на местный климат. Глубокие каньоны между высокими зданиями улавливают тепло и уменьшают ветер. Искусственные холмы могут блокировать бризы, увеличивая тепло в определенных районах. И наоборот, возвышенные парки и сады на крыше обеспечивают более прохладные зоны. Управление рельефом - например, ориентирование улиц на преобладающие ветры и сохранение естественных рельефов - может уменьшить эффект городского теплового острова.

Человеческие природные особенности

Некоторые городские формы рельефа настолько интегрируются в ландшафт, что воспринимаются как природные особенности. Центральный парк в Нью-Йорке включает искусственные холмы, озера и луга, которые кажутся дикими, но полностью спроектированы. Холмы лондонского Хэмпстед-Хит частично созданы человеком из добычи гравия. Эти гибридные формы рельефа показывают, что человеческое строительство может создавать функциональные и любимые природные особенности, при условии, что они управляются с учетом экологических принципов.

Городское планирование и управление земельными формами

Эффективное городское планирование должно учитывать существующие природные ландшафты и предвидеть последствия нового строительства. Несколько стратегий помогают смягчить негативные последствия, используя преимущества измененной местности.

Сохранение природных шаблонов дренажа

Вместо того, чтобы направлять каждый поток, планировщики могут включать в себя растительные уплотнения и проницаемые поверхности, которые имитируют естественный дренаж. Такой подход снижает риск наводнений и подпитывает грунтовые воды, избегая при этом создания искусственных бассейнов, которые концентрируют воду.

Минимизация раскопок и заполнения

По возможности, строительные конструкции должны следовать естественным контурам земли. Операции по вырезанию и заполнению должны быть сбалансированы, чтобы избежать больших чистых изменений высоты. Это уменьшает количество перемещаемой земли, сокращает затраты и сохраняет первоначальный характер рельефа.

Восстановление зеленых пространств и коричневых полей

Бывшие промышленные объекты и свалки могут быть преобразованы в парки, сады и коридоры дикой природы. Этот процесс, известный как восстановление коричневого поля, часто включает в себя улавливание загрязненной почвы и посадку местной растительности. Полученные рельефы - нежные холмы, покрытые травой - служат как экологическим, так и рекреационным целям.

Интеграция ландшафтов в дизайн инфраструктуры

Транспортные коридоры, защитные сооружения от наводнений и линии коммунального хозяйства могут быть спроектированы так, чтобы в два раза увеличиться в виде рельефа местности. Например, шумовые барьеры вдоль автомагистралей могут быть сформированы в виде земных бермов, засаженных деревьями, создавая искусственные холмы, которые улучшают эстетику и среду обитания диких животных. Аналогично, ливневые парки могут быть построены в выкопанных бассейнах, которые заполняются во время дождей и служат открытым пространством в сухую погоду.

Реализация «зеленой» инфраструктуры

Зеленые крыши, дождевые сады и проницаемые тротуары - все это примеры зеленой инфраструктуры, которая работает с рельефами, а не против них. Они уменьшают стоки, снижают температуру и поддерживают биоразнообразие. В сочетании с тщательной классификацией и управлением заполнением они помогают городам адаптироваться к изменению климата, создавая более здоровую окружающую среду.

Тематические исследования по трансформации городской формы земли

Гонконг: рекламирование и терраковый остров

Гонконг является одним из наиболее интенсивно реконструируемых городов на Земле. Более 70% его земель либо отвоевано у моря, либо сильно градуировано. Центральный деловой район расположен на отвоеванной земле, которая когда-то была гаванью Виктория. Знаменитые склоны холмов террасированы высотными зданиями и отрезанными склонами, стабилизированными бетонными крышками. Это агрессивное изменение позволило плотное развитие, но также повысило уязвимость к оползням и прибрежным наводнениям. Опыт Гонконга подчеркивает необходимость строгой геологической оценки и поддержания городских рельефов.

Сан-Франциско: свалка над грязевыми хлопьями

Большая часть района Марина в Сан-Франциско и финансового района построены на свалке, расположенной над бывшими грязевых грязей и приливных зон. Землетрясение в Лома Приета в 1989 году нанесло значительный ущерб в этих районах, потому что залив сжижен. Это событие подчеркнуло важность понимания геотехнических свойств городских рельефов. Сегодня строительные нормы требуют глубоких свай или улучшения грунта в заливных районах.

Берлин: искусственные холмы из военного мусора

После Второй мировой войны берлинские завалы были свалены в несколько искусственных холмов, самым известным из которых является Тёфельсберг (Дьявольская гора). Поднявшись на 80 метров над окружающей равниной, этот холм теперь является парком, покрытым деревьями и служит памятником разрушению и обновлению города. Он показывает, что даже непреднамеренные городские рельефы могут стать ценными культурными и экологическими особенностями.

Сингапур: от болота до Гарден-Сити

Сингапур преобразовал свою низменную топографию за счет массивного мелиорации земель и создания искусственных холмов. Сады залива имеют искусственные супердеревья и искусственно вылепленные ландшафты, которые сочетают технологии с природой. Подход города демонстрирует, что городские формы рельефа могут быть спроектированы как функциональными, так и красивыми, что способствует бренду устойчивого урбанизма.

Будущие тенденции в дизайне городской формы

По мере роста городов и изменения климата роль городских форм рельефа станет еще более значительной.

  • 3D Печать рельефа: Использование автоматизированного оборудования для создания инженерных рельефов на месте, таких как контурные холмы для борьбы с наводнениями или насыпи, изготовленные из переработанных материалов.
  • Умное управление земельными ресурсами: Датчики, встроенные в наполнитель и наклоны для мониторинга заселения, влажности и стабильности, что позволяет проводить профилактическое обслуживание.
  • Климат-адаптивные формы рельефа: Проектирование холмов и бассейнов для поглощения паводковых вод, обеспечения тени и бриза каналов в ответ на экстремальную погоду.
  • Регенеративные формы земель: Создание форм рельефа, которые активно восстанавливают здоровье почвы, улавливают углерод и поддерживают экосистемы, такие как живые береговые линии и парки углеродного хозяйства.
  • Интеграция политики: Все больше городов включают управление рельефом в коды зонирования и оценки воздействия на окружающую среду, признавая, что земля под нашими ногами так же важна, как и здания выше.

Заключение

Городские формы рельефа — скрытая архитектура наших городов. Они диктуют дренаж, влияют на микроклиматы, формируют транспортные сети и обеспечивают основу для всей городской жизни. От рекультивированных островов до искусственных холмов эти особенности являются продуктом человеческого строительства, действующего на природной местности. Понимая, как они формируются, функционируют и взаимодействуют с природными системами, планировщики и инженеры могут строить города, которые не только эффективны, но и устойчивы и экологически интегрированы.

Для дальнейшего чтения, проконсультируйтесь с ресурсами из Геологической службы США по модификации формы земли, ООН-Хабитат докладов по устойчивому городскому развитию, и научные статьи из Китайского университета геоморфологии по городской геоморфологии. Кроме того, Американский институт геонаук предлагает ресурсы по городской геологии, а Американская ассоциация планирования предоставляет рекомендации по планированию, чувствительному к форме земли. Эти ссылки подчеркивают важность рассмотрения города не как статической платформы, но как постоянно меняющийся ландшафт, сформированный человеческими руками и природными силами.