Физическая география Йоханнесбурга

Йоханнесбург занимает особое положение на африканском континенте. В отличие от крупных портовых городов, таких как Кейптаун или Дурбан, Йоханнесбург был построен почти в 600 километрах от берега, расположен на плато Хайвельд на высоте примерно 1753 метра над уровнем моря. Это возвышение не случайно для характера города. Оно формирует климат, гидрологию, почвенные условия и, в конечном счете, саму городскую форму.

Город лежит вдоль хребта Витватерсранд, низкого, но геологически значимого откоса, который проходит с востока на запад примерно на 100 км. Сам хребет тонкий в ландшафте, редко поднимаясь более чем на 30—60 метров над окружающими равнинами, но его геологический состав всемирно известен. Бассейн Витватерсранд, лежащий в основе хребта, является одним из самых минерально-богатых геологических образований на Земле. Хребет образует континентальный водораздел: реки на север стекают в Индийский океан по системе Лимпопо, а реки на юг стекают в Атлантику по системам Ваала и Оранжа.

Климат классифицируется как субтропический высокогорье, с мягким летом и прохладными, сухими зимами. Средние летние температуры колеблются от 15°C до 26°C, в то время как зимние средние значения колеблются между 4°C и 16°C. Морозы распространены в зимние месяцы, а градовые явления происходят с умеренной частотой. Среднегодовые осадки составляют около 700 мм, сосредоточены почти полностью в летние месяцы между октябрем и апрелем. Этот сезонный характер осадков создает различные гидрологические ограничения. Город испытывает сухие зимы с очень небольшим количеством осадков, что оказывает давление на системы хранения воды и требует тщательного управления поставками.

Местная растительность региона — высокогорные луга, биом, характеризующийся высокими травами и несколькими деревьями, за исключением водотоков. Природный ландшафт открыт и катится, с широкими перспективами и ощущением горизонтального пространства. Урбанизация резко изменила этот ландшафт, но основные физические условия — мелкие почвы, скалистые обнажения и сезонные заболоченные впадины, называемые влейсами, — продолжают формировать модели развития. Большие части южных и западных районов города лежат в основе доломита, карбонатной породы, которая подвержена растворению и образованию провалов, создавая значительные инженерные и безопасные ограничения.

Золотая шахта Витватерсранда: геология как судьба

Единственной важнейшей физической особенностью, определяющей существование и рост Йоханнесбурга, является месторождение золота Витватерсранд. Геологическая история начинается более 2,7 миллиарда лет назад, когда в древнем внутреннем море накапливались слои осадков, богатые золотыми частицами. На протяжении эонов эти осадки были захоронены, сжаты и метаморфозированы в твердые кварцитовые и конгломератные горные образования, известные как риф Банкет. Золото встречается не в чистых самородках, а в микроскопических частицах, распределенных через конгломерат, требующих дробления и химической обработки для извлечения.

Эта геологическая конфигурация имела глубокие последствия для развития добычи. Поскольку рифы, несущие золото, круто опускаются в землю, добыча быстро перемещалась от поверхностных раскопок до подземных шахт глубокого уровня. К началу 20-го века некоторые шахты уже простирались более чем на километр ниже поверхности. Инженерные проблемы глубокого уровня добычи - вентиляция, управление подземными водами, давление горных пород и тепло - привели к технологическим инновациям и концентрации капитала. Горные дома, такие как Anglo American, Золотые поля и Рэнд-Майны, накопили огромные ресурсы для финансирования потопления шахт, строительства восстановительных установок и развития вспомогательной инфраструктуры, которая требовала шахт.

Геология также диктовала географию расселения. Золотосные рифы проходят по дуге восток-запад, и ранние шахтерские лагеря были нанизаны по этой дуге. От Рэндфонтейна на западе через Рудепурт, собственно Йоханнесбург, Боксбург, Бракпан и Спрингс на востоке городской коридор развивался как линейная цепь горных поселений. Эта ориентация восток-запад остается одной из определяющих черт мегаполиса Большого Йоханнесбурга сегодня.

Открытие золота 1886 года почти за одну ночь преобразовало Хайвельд. До открытия регион был малонаселёнными сельскохозяйственными угодьями. В течение десятилетия Йоханнесбург вырос в бум-таун с населением более 100 000 человек. К 1930-м годам золотые месторождения Витватерсранда производили почти половину мирового золота. Этот ресурсный экономический взрыв привлекал капитал, рабочую силу и предприятия со всего мира. Инженеры-майнеры из Корнуолла и Германии, финансисты из Лондона и Берлина и трудовые мигранты со всей южной Африки слились в городе, создав сложное, многонациональное и глубоко стратифицированное городское общество.

Модели урбанизации, выкованные горнодобывающей промышленностью

Физическая планировка Йоханнесбурга отражает пространственную логику горнодобывающей промышленности более непосредственно, чем практически любой другой крупный город. Горнодобывающие претензии были выложены длинными узкими полосами, перпендикулярными линии рифа, максимизируя число держателей претензий с прямым доступом к золотоносной скале. Оригинальная уличная сетка была ориентирована на эту систему претензий, при этом основные дороги шли параллельно рифу и пересекали улицы, пересекающие север-юг между полосами претензий.

Центральный деловой район развивался к северу от главного горного пояса, на не подлежащей утверждению земле. По мере роста города возникла четкая пространственная иерархия. Более холмистые, лучше дренированные северные пригороды с их более прохладными склонами и видами стали предпочтительными жилыми районами для владельцев шахт, руководителей и среднего класса. Плоские, пыльные южные районы, ближе к шахтам и их свалкам отходов, стали рабочими и смешанными районами. Этот раздел север-юг, укорененный в физической географии и близости добычи, стал одним из самых стойких пространственных образцов города.

Горнодобывающая промышленность также производила огромное количество отходов. Добыча золота требовала дробления руды в мелкий песок, смешивания его с водой и цианидом и отделения золота от хвостохранилищ. Полученные в результате шахтные свалки — искусственные холмы мелкоземельных пород — стали определяющей чертой ландшафта Йоханнесбурга. Эти свалки доминировали на южном горизонте более века, создавая характерную промышленную топографию. В последние десятилетия многие из этих свалок были переработаны для извлечения остаточного золота и других полезных ископаемых, но их наследие сохраняется в виде возвышенных, бесплодных рельефов и связанного с ними загрязнения окружающей среды.

Городская экспансия следовала логике как горной промышленности, так и транспорта. Ранние трамвайные линии и более поздние железнодорожные линии простирались наружу от центра города вдоль оси восток-запад, усиливая линейный городской коридор. Развитие автомобиля в середине 20-го века позволило расшириться в северные пригороды, где большие участки и пригороды сада стали нормой. К 1970-м годам Йоханнесбург разработал классическую городскую форму с низкой плотностью, зависимую от автомобилей, с обширным пригородным разрастанием, излучаемым наружу от исторического ядра.

Пространственное наследие апартеида

Ни один рассказ о урбанизации Йоханнесбурга не является полным без учета роли планирования эпохи апартеида. Физические особенности ландшафта были преднамеренно использованы для обеспечения расовой сегрегации. Закон о переселении индейцев 1954 года и последующее законодательство формализовали удаление жителей Черной Африки из районов внутренних городов, таких как Софиатаун, в запланированные поселки на городской периферии. Эти поселки — Соуэто является самым известным — были расположены на юго-западной окраине города, отделенной от белых районов буферными зонами открытой земли, промышленными районами и физическими барьерами, такими как железнодорожные линии и шоссе.

Топография региона способствовала этой сегрегации. Долина реки Клип и линии хребта обеспечивали естественные границы, которые можно было укрепить инфраструктурными коридорами. Сам Соуэто был построен на относительно плоской, плохо осушенной земле, с ограниченным доступом к экономическим возможностям города. Пространственное несоответствие между тем, где жили люди и где были расположены рабочие места, стало определяющей чертой городской системы Йоханнесбурга. Рабочие из Соуэто и других поселков сталкивались с длительными поездками на переполненном общественном транспорте, шаблон, который сохраняется сегодня, несмотря на усилия пост-апартеида по пространственной интеграции.

Физическое наследие планирования апартеида не просто представляет исторический интерес. Оно непосредственно формирует современные городские проблемы. Расползание северных пригородов с низкой плотностью дорог для обслуживания инфраструктурой. Города с высокой плотностью населения, недостаточно обслуживаемые города сталкиваются с хроническими проблемами с водоснабжением, санитарией, электричеством и транспортом. Пространственная форма города неэффективна, несправедлива и экологически неустойчива. Обращение вспять или даже изменение этой модели является одной из самых сложных проблем планирования, стоящих перед Йоханнесбургом в 21 веке.

Ограничения ресурсов и экологическое давление

Физическая обстановка Йоханнесбурга накладывает несколько существенных ограничений на его продолжающийся рост и развитие. Наиболее важным из них является водоснабжение. Город расположен на континентальном водоразделе без крупной реки и естественного озера. Его водоснабжение полностью зависит от схем межбассейновой передачи, которые приносят воду из системы реки Ваал на юг и проекта по водоснабжению Лесото на востоке. Эта инфраструктура массивна и дорогая, с участием огромных насосных станций, туннелей и очистных сооружений. Прогнозы изменения климата указывают на повышенную изменчивость осадков и более частые засухи, что создает дополнительную нагрузку на водную систему. Продолжающийся рост города требует тщательного управления спросом на воду и постоянных инвестиций в инфраструктуру водоснабжения.

Доломитная геология южной и западной частей столичной области создает другой набор физических ограничений. Доломит — карбонатная порода, медленно растворяющаяся в грунтовых водах, создающая подземные полости и пустоты. Когда эти полости разрушаются, они образуют воронки, которые могут проглотить целые здания, дороги и транспортные средства. Район Соуэто пережил многочисленные инциденты воронки на протяжении десятилетий, а развитие в районах, подверженных доломиту, требует детального геотехнического исследования и специализированного проектирования фундамента. Это добавляет стоимость и сложность городскому развитию в больших частях города.

Кислотный дренаж шахты является третьей критической экологической проблемой. Когда подземные шахтные работы заброшены и разрешены для затопления, вода реагирует с пиритом (золотом дурака) в открытых каменных гранях для производства серной кислоты. Эта кислотная вода растворяет тяжелые металлы из окружающей породы, создавая высокотоксичное решение, которое может возникнуть в виде поверхностных вод или загрязнять грунтовые воды. Бассейн Витватерсранда содержит сотни километров заброшенных шахтных работ, и объем дренажа кислотных шахт продолжает расти. Город и горнодобывающие компании инвестировали в очистные сооружения и насосные системы, но проблема огромна по масштабам и потребует постоянного управления в течение десятилетий, если не столетий.

Качество воздуха является еще одним значительным экологическим ограничением. Высокая высота Йоханнесбурга и атмосферные условия могут удерживать загрязняющие вещества вблизи земли, особенно во время зимних температурных инверсий. Сочетание выбросов транспортных средств, промышленной деятельности, сжигания угля для внутреннего отопления в неформальных поселениях и пыли с шахтных свалок и строительных площадок создает эпизоды плохого качества воздуха. Город реализовал планы управления качеством воздуха и системы мониторинга, но проблема усугубляется пространственной концентрацией загрязняющих веществ в районах с низким уровнем дохода и сложностью соблюдения правил в обширном и неравномерно управляемом столичном регионе.

Современная динамика городов и постресурсная экономика

Йоханнесбург больше не является главным образом городом добычи. Добыча золота достигла пика в 1970-х и неуклонно снижалась с тех пор, поскольку более глубокие рудные тела стали более дорогими для добычи и глобальные цены на золото колебались. Последний крупный золотой рудник в городской местности, Crown Mines, закрылся в конце 1990-х. Сегодня в экономике города доминируют финансовые услуги, корпоративные штаб-квартиры, розничная торговля, логистика и информационные технологии. Йоханнесбург является экономической столицей Южной Африки, внося примерно 16% национального ВВП.

Переход от ресурсо-ориентированной к экономике, основанной на услугах, изменил физическую форму города. Исторический центральный деловой район, который был эпицентром корпоративной деятельности в 1980-х годах, испытал массовое сокращение инвестиций и спад в 1990-х годах, когда предприятия переместились на север в пригородные офисные узлы, такие как Сэндтон, Розбанк и Мидранд. Сэндтон, когда-то тихий жилой пригород, теперь является главным деловым районом в стране, с высокими офисными зданиями, высококлассной розничной торговлей и Йоханнесбургской фондовой биржей. Эта децентрализация экономической деятельности усилила полицентричный, рассредоточенный характер столичного региона.

Внутренний город пережил сложный процесс изменений. Незанятые офисные здания и снижение стоимости недвижимости открыли двери для неформального использования и малообеспеченного жилого занятия. Части внутреннего города теперь содержат плотные, яркие и в основном неформальные сообщества, в то время как другие районы борются с преступностью, разрушением зданий и отказом инфраструктуры. Городское правительство преследовало различные стратегии регенерации, включая проекты обновления городов Агентства развития Йоханнесбурга, преобразование старых офисных зданий в доступное жилье и инвестиции в инфраструктуру общественного транспорта, такую как система скоростного автобуса Rea Vaya и железнодорожное сообщение Gautrain.

Gautrain, соединяющий Йоханнесбург с Преторией и Международным аэропортом OR Tambo, представляет собой значительные инвестиции в высококачественный общественный транспорт, который пересекает фрагментированную пространственную структуру города. Он стимулировал ориентированное на транзит развитие вокруг своих станций, особенно в Сэндтоне, Роузбанке и Мидранде. Однако система обслуживает в основном пассажиров с более высоким доходом и не удовлетворяет потребности мобильности большинства жителей города, которые все еще полагаются на такси микроавтобусов и переполненные автобусные услуги.

Неформальные поселения и жилищные проблемы

Урбанизация Йоханнесбурга по-прежнему обусловлена миграцией из сельской местности в город, как из Южной Африки, так и из других африканских стран. Население города оценивается примерно в 6 миллионов в пределах столичной области, при этом продолжающийся рост обусловлен естественным увеличением и миграцией. Это давление населения в сочетании с наследием апартеида ограниченного жилья для чернокожих жителей создало хроническую нехватку жилья. Неформальные поселения с их характерными лачугами из гофрированного железа, пластиковых листов и спасенных материалов распространились на пустующие земли по всей столичной области.

Физические особенности ландшафтной формы, где появляются эти поселения. Крутые склоны, подверженные наводнениям районы вдоль рек и ручьев, земля под линиями электропередач, края шахтных свалок и промышленных площадок — типичные места для неформального жилья. Именно эти районы наименее пригодны для развития и наиболее опасны для жителей. Шекающие пожары, наводнения, оползни и вспышки болезней являются повторяющимися угрозами. Городское правительство проводит политику модернизации на месте, предоставляя основные услуги, такие как вода и санитария, для формализации этих поселений, но масштабы потребности намного превышают имеющиеся ресурсы.

Жилищная проблема усугубляется наличием и стоимостью земель. Хорошо расположенные земли в северных пригородах и центральных районах дороги и плотно удерживаются. Городу принадлежат значительные участки земли, в том числе бывшие шахтерские земли и буферные зоны, но большая часть этой земли имеет экологические ограничения или подлежит конкурирующим требованиям. Государственная субсидируемая программа жилищного строительства поставила сотни тысяч единиц, но они, как правило, расположены на городской периферии, усиливая пространственные модели апартеида, а не обращая их вспять.

Инфраструктура и физический город

Физическая инфраструктура, поддерживающая городское население Йоханнесбурга, находится под сильным напряжением. Система водоснабжения и санитарии города, большая часть которой была построена в середине 20-го века, страдает от стареющих труб, насосных станций и очистных сооружений. Потери воды из-за утечек и незаконных соединений оцениваются в 30-40% от общего объема поставок. Разливы сточных вод в реки и ручьи являются регулярным явлением, создавая опасности для общественного здравоохранения и экологический ущерб. Система электроснабжения, поставляемая национальной коммунальной компанией Eskom, подвержена частому сбросу нагрузки (отключение электричества), что нарушает экономическую активность и повседневную жизнь.

Дороговая сеть, хотя и обширная, перегружена и ухудшается. Йоханнесбург имеет один из самых высоких показателей владения автомобилями в Африке, а низкая плотность, рассредоточенная форма города делает использование частных автомобилей почти обязательным для многих жителей. Заторы на дорогах в часы пик являются серьезными на основных маршрутах, таких как шоссе M1 и N1, коридор Уильяма Никола Драйва и дороги, соединяющие Соуэто с северными пригородами. Город инвестировал в расширение дорог, модернизацию перекрестков и интеллектуальные транспортные системы, но эти меры не поспевали за ростом трафика.

Общественный транспорт остается фрагментированным и недофинансированным. Система скоростного автобусного транспорта Rea Vaya работает на ограниченном количестве маршрутов, в первую очередь во внутреннем городе и коридоре Соуэто. Индустрия такси на микроавтобусах, обеспечивая при этом широкий охват и гибкое обслуживание, работает неофициально с ограниченным регулированием и надзором за безопасностью. Gautrain обеспечивает высококачественное, но ограниченное обслуживание для состоятельных пассажиров. Общая сеть общественного транспорта не обеспечивает жизнеспособную альтернативу использованию частных автомобилей для большинства жителей, а пространственное несоответствие между рабочими местами и жильем означает, что транспортные расходы потребляют большую долю дохода домохозяйства для работников с низким доходом.

Система управления отходами города сталкивается с аналогичными проблемами. Йоханнесбург производит огромное количество твердых отходов, а основные полигоны достигают мощности. Показатели утилизации скромны, а незаконный сброс широко распространен, особенно в недостаточно обслуживаемых районах и вдоль речных коридоров. Разлагающиеся отходы на свалках генерируют метан, мощный парниковый газ и лишайт, токсичную жидкость, которая может загрязнять грунтовые воды. Город реализует проекты по переработке отходов в энергию и инициативы по переработке, но они остаются небольшими по масштабу относительно величины потока отходов.

Устойчивость к изменению климата и экологическое будущее

Изменение климата представляет собой набор физических проблем, которые изменят траекторию города Йоханнесбурга. Прогнозы климата города указывают на более теплые температуры, повышенную интенсивность осадков во время летних штормов и большую частоту как засухи, так и наводнений. Эти изменения повлияют на город несколькими способами: надежность водоснабжения снизится, риск наводнений в низменных районах увеличится, тепловой стресс в плотно построенных районах усилится, а энергетическая система столкнется с большей волатильностью спроса.

Город разработал План адаптации к изменению климата и Политику зеленого строительства, и он участвует в глобальных сетях, таких как Группа климатического лидерства C40 Cities.Ключевые стратегии адаптации включают: защиту и восстановление природных водных систем, таких как водно-болотные угодья и речные коридоры, которые служат буферами против наводнений и засухи; увеличение зеленой инфраструктуры, такой как парки, уличные деревья и зеленые крыши, чтобы уменьшить эффекты тепловых островов и управлять ливневыми водами; и инвестиции в децентрализованную возобновляемую энергию, чтобы уменьшить зависимость от национальной сети.

Экологическая инфраструктура Йоханнесбурга более обширна, чем многие жители осознают. В городе есть значительные площади открытого пространства, в том числе Ботанический сад Йоханнесбурга, Национальный ботанический сад Вальтер-Сисулу и природный заповедник Клипривьерсберг. Речные коридоры города, включая Джукскей, Клип и Браамфонтейн-шпруит, обеспечивают экологическую связь и рекреационные возможности. Охрана и восстановление этих природных территорий не является роскошью; это критический компонент стратегии устойчивости города. Городские деревья и зеленые насаждения уменьшают стоки ливневых вод, фильтруют загрязнение воздуха, обеспечивают тень и охлаждение и поддерживают биоразнообразие.

Восстановление и реабилитация горных земель представляет собой как возможность, так и вызов. Массивные шахтные свалки и хвостохранилища, которые шрамят южный ландшафт, содержат токсичные тяжелые металлы и кислотообразующие материалы. Переработка этих свалок для остаточного золота и строительных материалов является экономически жизнеспособной и экологически выгодной, но процесс идет медленно и не все свалки решаются. В городе есть амбициозные планы по коридору «Горный пояс», который преобразует заброшенные горные земли в коридор развития смешанного использования с жильем, промышленностью и отдыхом. Реализация этого видения станет важным шагом на пути к восстановлению физических и социальных ран эпохи добычи.

Непреходящее влияние физических особенностей на городскую траекторию

Йоханнесбург является убедительным примером того, как физическая география и ресурсное обеспечение могут формировать городскую систему. Бассейн Витватерсранда привел город к существованию и диктовал его раннюю форму. Климат и топография Хайвельда повлияли на распределение деятельности и направление расширения. Ограничения геологии доломита, доступность воды и управление отходами продолжают формировать возможности развития. Пространственное наследие апартеида, построенное и усиленное физическим ландшафтом, остается постоянной проблемой.

Будущее города будет во многом определяться тем, как его лидеры, планировщики, жители и инвесторы будут реагировать на эти физические реалии. Переход от экономики добычи ресурсов к экономике услуг уже трансформировал городской ландшафт, но пространственная неэффективность и неравенство, унаследованные от прошлого, не решены. Изменение климата усилит существующее давление на системы водоснабжения, энергетики и инфраструктуры. Рост населения и урбанизация будут продолжать стимулировать спрос на жилье, транспорт и услуги.

Наиболее успешными городскими стратегиями в Йоханнесбурге будут стратегии, которые работают с физическими особенностями участка, а не против них. Это означает сосредоточение развития вдоль транспортных коридоров для сокращения разрастания; защиту и восстановление естественных водных систем, обеспечивающих контроль за наводнениями и водоснабжение; инвестирование в компактное, смешанное развитие, которое сокращает расстояния для поездок; и решение экологических проблем добычи полезных ископаемых, чтобы освободить землю для продуктивного использования. Это также означает прямое противостояние пространственному неравенству, которое встроено в физическую форму города, и обеспечение того, чтобы инвестиции в инфраструктуру и развитие жилья служили потребностям всех жителей, а не только богатых.

Йоханнесбург продемонстрировал на протяжении более чем столетия исключительную способность к росту, адаптации и переосмыслению. Город, который поднялся из пыли Хайвельда, чтобы стать экономическим центром Африки, теперь сталкивается с новым набором физических проблем. То, как он отвечает этим вызовам, определит не только его собственное будущее, но и будущее более широкого региона, которое зависит от его экономической динамики и городской жизнеспособности. Физические особенности, которые породили город, продолжают формировать его возможности, обеспечивая как ограничения, так и возможности для будущего века.