Solid runoff assessment of Moscow territory

Full Text

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ВОПРОСА

Примерно с конца XIX в. велась активная засыпка оврагов и речных долин в Москве. К настоящему времени на территории города внутри Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД) из имевшихся 130–140 малых рек и ручьев, не считая мелких сухих оврагов, полностью или частично уцелели около 50 рек, т. е. меньше половины (Насимович, 1996).

Водотоки засыпанных долин и малых эрозионных форм в большинстве случаев заключали в подземные коллекторы (трубы) и включали в дренажно-ливневую систему города. При заключении водотока под землю сначала сооружают коллектор, а затем, после перевода водотока в него, засыпают грунтом долину и коллектор. Параллельно под окрестными улицами сооружается ливнесточная канализация (отвод поверхностного стока), подключаемая к коллектору “подземной реки” (Воронов, Яковлев, 2006). Важно отметить, что поступление грунтовых вод в коллектор конструкционно обычно не предусмотрено. Полностью “подземная река” (без сохранившихся наземных участков) представляет собой весьма разветвленную древовидную сеть коллекторов с расширяющимся к устью поперечным сечением. Строго говоря, с точки зрения гидрологии, такое инженерное сооружение не является рекой, но концентрирует поверхностный сток с территории и некоторые промышленные отходы.

Замена природной гидросети на систему дренажно-ливневых коллекторов в Москве привела к увеличению стока с территории внутри МКАД по крайней мере на 200%, а с учетом техногенных сбросов и утечек из коммуникаций — на 280% (Неходцев, 2021). Колоссальное увеличение поверхностного стока связано в первую очередь с концентрацией ливнестоками атмосферных осадков, выпадающих на водонепроницаемые поверхности (крыши, тротуары, дороги), доля которых в территории Москвы (внутри МКАД) составляет ровно 50% (Коронкевич и др., 2017, с. 82). В крупном городе с плотной застройкой техногенно-погребенные долины с закрытым “стоком” наносят значительный ущерб городскому хозяйству. Для районов, где развиты такие долины, характерна интенсификация ряда геолого-геоморфологических и эколого-геохимических процессов, что связано в первую очередь с увеличением объема грунтовых вод (Неходцев, 2021).

 

Рис. 1. Песчано-глинистый шлейф на проезжей части во время обложного дождя — проявление активного твердого стока с городской территории. Фото В. А. Неходцева.

Fig. 1. Sand and clay on the roadway during light rain is an indicator of active solid runoff from the urban area. Photo by V. A. Nekhodtsev.

 

На городских пространствах, где отсутствует качественное закрепление рыхлых грунтов, а также вблизи строек ливневые осадки и весеннее снеготаяние приводят к взрывному росту стока наносов в “подземных реках” и ливнестоках. Повсеместно распространены обширные шлейфы песчаных и гравийных отложений на асфальтово-плиточном покрытии. Смыв частиц песчаной размерности по наклонным поверхностям дорожных покрытий происходит даже при неинтенсивном дожде (рис. 1). Активное строительство, особенности городского микроклимата (в первую очередь — интенсификация эолового транзита) дополнительно способствуют смыву грунта. Поэтому, несмотря на общее выполаживание территории при засыпке эрозионных форм, растет объем жидкого и твердого стока в главные городские водные артерии (прежде всего — в Москву, Яузу и Сетунь) и пруды. В настоящей работе оценивается объем грунта и других взвешенных веществ, поступающих с территории Москвы через подземные водостоки.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Публикации об устройстве коллекторов “подземных рек” и ливнестоков носят технический либо исторический характер; обобщающих работ в этой области сравнительно мало (Ивлев, 1954; Воронов, Яковлев, 2006). Обследование подземных ливнестоков показало, что в них содержится огромное количество твердого материала, поступающего с дневной поверхности и транспортирующегося по коллекторам процессами, аналогичными природным русловым (Неходцев, 2012; Геоморфология …, 2017). В ливнесточных коммуникациях подавляющего большинства европейских городов (Берлин, Прага, Брюссель, Антверпен, Лодзь и т. д.) по нашим данным практически отсутствуют наносы, в отличие от аналогичных сооружений Москвы и Киева, что связано с проводимым закреплением открытых грунтов. Результаты изучения антропогенной трансформации флювиального рельефа и речных бассейнов малых рек Москвы изложены в монографии (Геоморфология …, 2017). В ежегодно публикуемых Правительством Москвы докладах “О состоянии окружающей среды в городе Москве” (Доклад …, 2009–2020) приводится количественная и качественная характеристика твердого и жидкого стока, загрязнителей.

Исследования, посвященные перераспределению поверхностного стока в связи с уничтожением гидросети, сравнительно немногочисленны (Геоморфология …, 2017; Неходцев, 2021). Общие закономерности влияния урбанизации на сток рек, в том числе и Москвы, изложены в работах (Львович, 1986; Коронкевич, Мельник, 2015). В том числе установлено, что увеличение доли урбанизированной площади речного бассейна на 1% (с учетом дорог и сельских населенных пунктов) приводит приблизительно к такому же увеличению стока, а увеличение на 1% водонепроницаемых участков — к росту стока на 2–3% (Коронкевич, Мельник, 2017). Выявлена тенденция “увеличения годового стока, главным образом, за счет поверхностного стока со склонов в теплое время года (при снижении стока инфильтрационного происхождения)” (Коронкевич, Мельник, 2015, с. 141–142). Увеличение стока р. Москвы в начале XXI в. оценивается в 1.7 раза по сравнению с его нормой; при этом на долю антропогенных факторов приходится 75–80% изменения, а на долю климатических — 20–25% (Коронкевич, Мельник, 2017).

В одном из обследованных коллекторов 1908 г. постройки, проложенном вдоль Калитниковского пруда (Таганский р-н, ЦАО), была обнаружена крупная толща наносов. В 2005 г. (по сообщению пресс-службы ГУП “Мосводосток”) коллектор Калитниковского ручья был перегорожен бетонной плотиной высотой около 1.6 м (рис. 2) для проведения строительных работ; в январе 2011 г. перегородка была демонтирована. За это время за плотиной накопилась мощная песчано-глинистая толща с включением кирпичей и валунов, которая была нами обследована и зафиксирована. Такие отложения “подземных рек” и ливнестоков было предложено называть техноаллювием (Неходцев, 2012). На снимках (см. рис. 2, (а)) видно, что грунт не сравнялся по высоте с перегородкой и, следовательно, на протяжении 6 лет продолжал накапливаться вплоть до демонтажных работ.

Измерения проводились лазерным дальномером Bosch DLE 50 Professional (погрешность линейных измерений не превышает ± 1.5 мм). Производилась фотофиксация накопленной грунтовой толщи и динамики процессов на протяжении 2011–2016 гг.

Калитниковский ручей — приток “подземной реки” Хохловки длиной почти 2 км, протекает в основном в коллекторе с диаметром 2.13–2.4 м, в верховьях сужающегося до 1.5 м. Коллектор проходит от Мал. Калитниковской улицы вдоль Калитниковского пруда, под Октябрьским трамвайным депо, а в районе Скотопрогонной улицы соединяется с коллектором, в котором течет речка Хохловка. В районе Малого кольца Московской железной дороги Хохловка впадает в Нищенку — одну из крупнейших “подземных рек” Москвы, — устье которой расположено в 6 км к югу, около Перервинской плотины.

 

Рис. 2. Техноаллювиальная толща в коллекторе Калитниковского ручья в 2011 г.: бетонная перегородка во время демонтажа (а); техноаллювиальная толща в 265 м выше плотины (мощность на всем протяжении практически идентичная) в месте сужения коллектора (б); после демонтажа перегородки ручей начал стремительно врезаться в наносы (в, г). Фото С. А. Корнева и В. А. Неходцева.

Fig. 2. Techno-alluvial deposits in the Kalitnikovskii Creek drain in 2011: dismantling of the concrete dam (a); techno- alluvial deposits 265 m above the dam at the point of narrowing of the collector (б); after dam dismantling the stream began to rapidly cut into sediments (в, г). Photos by S. A. Kornev and V. A. Nekhodtsev.

 

Мощность накопленной грунтовой толщи составляла почти на всем протяжении от 0.8 (в верхнем течении) до 1.2 м (в нижнем). На нижнем отрезке изучаемого коллектора в круглой трубе диаметром 2.13 м плотные наносы присутствовали с постоянной мощностью (1.1–1.2 м) на протяжении 261 м (см. рис. 2, (б, в)). Уклоны коллектора преимущественно одинаковые на всем протяжении: такая конструкционная особенность препятствует накоплению наносов (Неходцев, 2012). Выше по течению коллектор сужается до 1.5 м, а его уклон несколько возрастает: на этом отрезке наносы зафиксированы на протяжении 85 м, где их мощность равномерно уменьшается с 0.8 до 0 м. После врезания ручья в толщу наносов (см. рис. 2, (в, г)) удалось установить ее слоистое строение: в зависимости от скорости паводкового потока отлагался техноаллювий различного гранулометрического состава от глин до гравия. Мощность таких прослоев колебалась от 4–5 до 20–25 см.

Подсчет объема наносов был выполнен Г.Д. Эмдиным в приложении WolframAlpha. Коллектор представляет собой простую геометрическую фигуру — цилиндр (рис. 3). Объем накопившегося осадка, таким образом, может быть рассчитан как произведение длины и площади сегмента круга, ограниченного хордой (поверхностью техноаллювия). При этом, учитывая почти идеальную выдержанность техноаллювиальной толщи, нет необходимости построения более сложной интегральной функции.

Для начала найдем площадь сегмента круга, ограниченного хордой (BA), делящей диаметр (D) в отношении p:

$\frac{FE}{D}=p.$

Чтобы найти площадь сегмента BAF надо знать внешний  :

$\cos (\angle BOE)=\frac{OE}{OB}=\frac{D(p-1/2)}{D/2}=2p-\mathrm{1,}$

$\angle BOA=2\arccos (2p-1).$

Внешний

$\angle BOA=2\pi -2\arccos (2p-1)=2\arccos (1-2p).$

Таким образом, площадь поперечного сечения техноаллювиальной площади находим по формуле (1):

$S_{BAF}=\frac{D^2}{8}\left(2\arccos \right(1-2p)-\sin (2\arccos (1-2p)\left)\right).$                               (1)

Объем (V) выдержанной по мощности толщи техноаллювия, накопившегося на нижнем отрезке (L) субгоризонтальной трубы находим по формуле (2):

$V_1=L_1\cdot \frac{{D_1}^2}{8}\left(2\arccos \right(1-2p_1)-\sin (2\arccos (1-2p_1)\left)\right),$                 (2)

для которых измеренные значения:

$L_1=260.7\text{\hspace{0.33em}ì},D_1=2.13\text{\hspace{0.33em}ì},p_1=\frac{9}{17}.$

Объем техноаллювия в нижнем участке коллектора, таким образом, составил 499 м³.

Рассчитаем объем наносов для верхнего участка коллектора, который проложен с заметным уклоном. Для этого представим, что труба лежит горизонтально, а наносы в ней на всем протяжении выдержаны по мощности (как и в предыдущем случае) и составляют 0.8 м. В таком случае используем формулу (2), а затем разделим получившееся значение на 2 (см. рис. 3, (в)), чтобы узнать объем наносов в реальной трубе:

$V_2=\frac{1}{2}\cdot L_2\cdot \frac{{D_2}^2}{8}\left(2\arccos \right(1-2p_2)-\sin (2\arccos (1-2p_2)\left)\right)$

для которых измеренные значения:

$L_2=85\text{\hspace{0.33em}ì},D_2=1.5\text{\hspace{0.33em}ì},p_2=\frac{0.8}{1.5}.$

Объем наносов на верхнем участке коллектора составил 40.7 м³. Суммарный объем техноаллювиальной толщи в коллекторе Калитниковского ручья составляет ~ 540 м³.

 

Рис. 3. Схема подсчета объема техноаллювиальной толщи в коллекторе Калитниковского ручья: поперечное сечение частично заполненного коллектора (а); субгоризонтальный участок коллектора диаметром 2.13 м (б); участок слабонаклонной трубы диаметром 1.5 м (в). Составлено авторами.

Fig. 3. Scheme for calculating the volume of techno-alluvial deposits in the collector of Kalitnikovskii Creek: a cross section of a partially filled pipe (a); a subhorizontal section of the pipe with 2.13 m diameter (б); a section of a slightly inclined pipe with 1.5 m diameter (в). Compiled by the authors.

 

Нами была составлена схема водосбора и ливнестоков (рис. 4). Для определения площади водосборной поверхности, с которой поверхностный сток концентрировался в коллектор Калитниковского ручья, были сопоставлены рельеф местности и подробная схема коллекторной сети ГУП “Мосводосток” с отмеченными расстояниями, диаметрами труб и указанием местоположения ливнесточных решеток. Таким образом, было установлено, что 540 м³ грунта было смыто в ливнестоки с площади 0.912 км² за 6 лет. Погрешность измерений и, соответственно, полученных значений нами оценивается не более чем ± 2%.

 

Рис. 4. Схема водосбора фрагмента Калитниковского ручья. 1 — основная нитка коллектора диаметром 1.5–2.4 м; 2 — участок коллектора с накопленной техноаллювиальной толщей; 3 — второстепенные ливнестоки-притоки; 4 — граница водосборной поверхности; 5 — фрагмент исходной схемы ливнесточной сети ГУП “Мосводосток” с указанием расстояний между люками и ливнесточными решетками (сверху; в метрах) и диаметром труб (снизу; в миллиметрах). Составлено В. А. Неходцевым.

Fig. 4. The scheme of the catchment of the fragment of the Kalitnikovskii Creek. 1 — the main pipe with 1.5–2.4 m diameter; 2 — a section of the pipe with accumulated techno-alluvial deposits; 3 — small storm drains tributaries; 4 — the boundary of the drainage basin; 5 — a fragment of the original scheme of the storm drains network SUE “Mosvodostok” indicating the distances between the hatches and the drainage gratings (above; in meters) and the diameter of the pipes (bottom; in millimeters). Compiled by V.A. Nekhodtsev.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Таким образом, для модельного участка в бассейне заключенного в коллектор Калитниковского ручья были определены величины стока наносов — 590 м³/км² за 6 лет, или, в среднем, ~ 98 м³/км² в год.

Зеркало копаного Калитниковского пруда и дно коллектора Калитниковского ручья расположены на абсолютной отметке 130 м. Наивысшие отметки в южной и северной частях водосбора едва достигают 140 м. Исследуемая местность находится на третьей надпойменной террасе Москвы-реки, рельеф которой характеризуется некрутыми задернованными склонами. Позднеплейстоценовые и голоценовые эрозионные врезы на этой поверхности при ее хозяйственном освоении нивелированы подсыпкой грунта на 2–4 м (Геологический …, 2010). Таким образом, если не учитывать склоны непосредственно вдоль копаного пруда, амплитуда высот изученной территории, базисом эрозии которой принимаются ливнесточные решетки, не превышает 5–6 м.

 

Таблица 1. Структура землепользования изученного водосбора (см. рис. 4)

Table 1. Land use structure of the studied drainage basin (fig. 4)

Характер землепользования	Площадь, км2	% от площади
Парки, скверы, кладбище	0.146	16.0
Дворы и дворовые проезды	0.19	20.9
Производственные территории	0.324	35.5
Все здания вне промышленных территорий	0.072	7.9
Основные уличные проезды с тротуарами, парковки	0.175	19.2
Водная поверхность (пруд)	0.005	0.5
Вся территория	0.912	100

 

По открытым данным OpenStreetMap и спутниковым снимкам 2006–2011 гг. (Яндекс и Google Maps) с помощью ГИС нами была измерена площадная структура землепользования изучаемого водосбора, с которого был смыт грунт в коллектор Калитниковского ручья (табл. 1). К водонепроницаемым поверхностям отнесены здания, основные уличные проезды с тротуарами, автомобильные парковки, а также плотно застроенные производственные территории с практически сплошным асфальто-бетонным покрытием: Микояновский мясокомбинат, многофункциональный комплекс “Михайловский”, ЗАО “Клипмаш”, автотехцентр “Ауди”, Федеральный научный центр пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, Московский государственный университет пищевых производств и др. Дворы и дворовые проезды (кроме переулков) нами рассмотрены как поверхности с открытым грунтом, наравне с парками, скверами и территорией Калитниковского кладбища. Суммарная доля непроницаемых поверхностей исследованного водосбора составляет, таким образом, около 60%.

Реальный объем денудации с модельного водосбора, разумеется, несколько больше, поскольку нами не учтены взвешенные наносы, особенно транспортируемые ливневыми паводками. В соответствии с рельефом и застройкой измеренный объем стока наносов можно считать не превышающими средние значения для территории Москвы, которая характеризуется значительными амплитудами высот (от 30 до 60 м и более) и преобладанием склоновых поверхностей.

Полученные для модельного полигона значения постараемся сопоставить с опубликованными в статистических докладах ГУП “Мосводосток” данными (табл. 2) для территории Москвы внутри МКАД (880 км²). Организация ответственна за состояние большинства водных объектов города (реки, пруды, озера) и эксплуатацию водосточной сети, в которую поверхностные воды поступают с 75% площади города и сбрасываются в водные объекты через 230 крупных (диаметр более 0.4 м) и 1300 мелких водовыпусков (Доклад …, 2010; 2012). Общая протяженность водосточной сети, эксплуатируемой ГУП “Мосводосток”, превышает 6200 км, а ее средняя густота в пределах МКАД — 6.9 км/км². Объем поверхностного стока территории составляет порядка 530–580 млн м³/год, из которых различные предприятия и организации сбрасывают 170–180 млн м³/год, а на долю собственно атмосферных осадков приходится около 380–410 млн м³/год (Доклад …, 2009; 2010; 2012; 2015). Объем неорганизованного стока, поступающего в водные объекты по рельефу местности, минуя ливнесточную сеть, составляет еще порядка 80–250 млн м³/год (Доклад …, 2013; 2015). Отметим очевидную связь количества выпавших осадков и объема твердого стока (см. табл. 2).

 

Таблица 2. Параметры измеренного твердого стока, реализуемого с территории Москвы через ливнесточную сеть. По данным ГУП “Мосводосток” и “Мосводоканал” (Доклад …, 2009; 2010; 2012; 2013; 2014; 2015; Расписание погоды)

Table 2. Parameters of the sediment transport realized from the territory of Moscow through the storm drains. According to SUE “Mosvodostok” and “Mosvodokanal” (Kul’bachevskii, 2009; 2010; 2012; 2013; 2014; 2015; Weather schedule)

Параметры	Годы
	2008	2009	2010	2011	2012
Осадки (метеостанция Балчуг), мм/год	700	583	567	546	744
Сток наносов, тыс. т	215	–	193	179	225
Сток наносов, тыс. м3 (при плотности 1.6 т/м3)	165	–	148	138	173
Сброс загрязняющих веществ с Курьяновских очистных сооружений, тыс. т	246	238	203	214	242

 

Для механической очистки поверхностного стока в устьях наиболее крупных ливнесточных коллекторов (“подземных рек”) построены: пруды-отстойники, песколовки, сооружения камерного типа, щитовые заграждения, сооружения глубокой очистки с фильтровальными насосными станциями и др. Общее количество таких очистных сооружений на балансе ГУП “Мосводосток” 162 шт. (Доклад …, 2020, с. 116). В докладах “О состоянии окружающей среды в городе Москве” отмечается в целом низкая эффективность очистных сооружений и невозможность их реконструкции в условиях сложившейся плотной городской застройки. Из накопителей в устьях малых рек изымается лишь от 5 до 40 тыс. м³ грунта (Доклад …, 2010; 2012; 2018; 2019; 2020), тогда как основная часть наносов и взвешенных веществ попадает в принимающие реки и водоемы. Ежегодно ГУП “Мосводосток” проводит очистку прудов и рек города от ила и донных отложений в объемах от 1200 до 5700 тыс. м³ (Доклад …, 2018; 2019; 2020).

Так, в результате долговременного хозяйственного освоения “на городском участке р. Москвы аккумулировалось до 25 млн м³ отложений различной степени загрязненности” (Богомолова, Курочкина, 2010, с. 402). В XX в. периодически проводилась промывка русла реки путем пропуска больших объемов паводковых или сбросовых вод; с 1998 г. проводится только механизированное удаление донных наносов (Щеголькова и др., 2016). Многолетние исследования фракционного состава смываемого грунта показывают, что от 50 до 65% приходится на песчаные фракции; 8.5% — на гальку, щебень и гравий; 26.5% — на пылеватые и глинистые частицы (Туралина, 2010, с. 20).

Помимо техноаллювия через ливнесточную сеть реализуются и взвешенные наносы, объем которых перманентно контролирует ГУП “Мосводосток”: в Старой Москве сформирована сеть из почти 30 контрольных створов, лабораторный анализ для которых проводится не реже раза в квартал. Для ливнесточной сети количественно оценить этот показатель значительно проще, чем твердый сток. С 2008 по 2017 г. объемы выносимых взвешенных веществ колебались в диапазоне от 47 до 124 тыс. т с тенденцией к снижению. Основными загрязнителями являются хлориды, сульфаты, биохимически разрушающиеся вещества (по БПК-5) и нефтепродукты, составляющие в сумме более 95% взвешенных веществ (Доклад …, 2009; 2010; 2012; 2013; 2014; 2015; 2017; 2018; 2019; 2020). Так, суммарный показатель взвешенных веществ в Москва-реке возрастает с ~ 300 мг/дм³ на входе в город до 500 мг/дм³ на выходе из него (Богомолова, Курочкина, 2010). Заметим, что и минерализация атмосферных осадков в Москве варьирует год от года в широком диапазоне от 20–50 до 360 мг/дм³ с тенденцией к снижению (Еремина, 2019).

Столь высокая транспортирующая способность ливнесточной сети объясняется особенностями ее проектирования: наиболее крупные коллекторы сооружались преимущественно с одинаковым уклоном на всем протяжении. Транспорту наносов в малых коллекторах способствует форма их поперечного профиля — круглая или овоидальная (яйцеобразная), — что повышает скорость водного потока в безнапорных условиях (Неходцев, 2012). К этому можно добавить, что транспортирующая способность паводков в “подземных реках” сопоставима с горными реками (Геоморфология городских…, 2017).

Таким образом, через ливнесточную сеть, концентрирующую поверхностный сток с 75% территории Москвы внутри МКАД, ежегодно выносится от 230 до 350 тыс. т грунта и взвешенных веществ. С учетом площади (880 км²), модуль твердого стока здесь составляет в среднем порядка 160–250 м³/км² в год (или 2.6–4 т/га в год), что соответствует слою денудации 0.16–0.25 мм/год. В Старой Москве доля водонепроницамых (без открытого грунта) поверхностей составляет 50%. В целом, измеренные для Калитниковского ручья объемы стока наносов следует признать близкими к минимальным ввиду плоского характера рельефа и отсутствия крупных строек в течение изученных годов. Очевидно, что при прочих равных модуль твердого стока будет возрастать в первую очередь при увеличении доли склоновых поверхностей, при наличии крупных строек и незадернованного грунта. Оценить влияние доли водонепроницаемых поверхностей на параметры твердого стока в настоящее время затруднительно. Заметим, что приведенные в настоящей работе расчеты существенно уточнили сделанные нами прежде выводы об объемах смыва грунта: прежние качественные оценки оказались занижены примерно в 2 раза (Неходцев, 2021).

В контексте настоящего анализа уместно упомянуть также объем сбросов с Курьяновских очистных сооружений (КОС), расположенных на юго-востоке города, напротив парка “Коломенское”. Здесь в Москва-реку сбрасываются очищенные сточные воды: бытовая (квартирная) канализация, различные промышленные стоки и расплавленный снег. Объем твердого стока, поступающего с очистных сооружений, немногим превышает таковой для ливнесточной канализации (см. табл. 2) при почти троекратно превышающих объемах жидкого стока: 800–950 млн м³/год (Доклад …, 2010; 2012). Общий жидкий сток с территории Москвы в описанные годы колебался в пределах 1200–1500 млн м³, в которые помимо анализированного выше ливневого стока входят сбросы КОС и других спецводопользователей. Суммарный объем грунта и других взвешенных веществ, поступающего через ливнесточную сеть, со склонов и с КОС (территория в пределах МКАД), таким образом, составляет порядка 300–400 тыс. м³ в год.

Столь колоссальное поступление наносов через подземные ливнестоки способствует активному заилению русел принимающих рек и водоемов. Например, в Яузе напротив водовыпусков “подземных рек” Хапиловки и Рыбинки измеренная нами в 2011 г. глубина составила всего 0.4–0.5 м, тогда как выше и ниже по течению — более 2 м. Сотрудники коммунальных служб вынуждены ежегодно проводить дноуглубительные работы — открытые водотоки не в состоянии быстро удалять возросшие объемы загрязнений вне замкнутых “русел” с (квази)напорным течением.

Из-за специфичного и объемного поступления материала с улиц подземные водостоки становятся яркими примерами коллекторов загрязняющих веществ. При этом количество загрязнителей в них оказывается феноменально высоким, особенно в центральных частях города. В устьях подземных рек Москвы фиксируется превышение нормативов культурно-бытового водопользования отдельных загрязнителей от 2–4 до 10–15 раз (нефтепродукты, железо, марганец, цинк) (Доклад …, 2009; 2010; 2015; 2018). В настоящее время потенциал самоочищения Москва-реки в пределах города полностью исчерпан, диагностируется активное вторичное загрязнение донными наносами речных вод ниже по течению (Богомолова, Курочкина, 2010; Щеголькова и др., 2016).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные нами расчеты носят ориентировочный характер из-за неполноты статистических данных по годам и в целом методологически сложной процедуры подсчета смыва грунта с крайне дифференцированных урбанизированных пространств. Увеличение поверхностного стока на фоне слаборазвитой культуры закрепления открытых грунтов и активного строительства привело к тому, что средний объем твердого вещества, поступающего непосредственно с территории Москвы (внутри МКАД) в реки и водоемы, достиг 160–250 м³/км² в год. При этом даже в пределах плоских поверхностей с амплитудами высот до 6–7 м, каким является исследованный бассейн Калитниковского ручья, смывается порядка 100 м³/км² грунта в год. Полученные результаты однозначно подтверждают высокую степень среднегодовой токсической нагрузки на экосистемы рек и водоемов города. Урбанизация ландшафтов является одним из важных факторов изменения параметров речного стока, как жидкого, так и стока наносов и взвешенных веществ.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают признательность за помощь в сборе и обработке фактического материала Г.И. Виноградову, Д.Ю. Давыдову, С. А. Корневу, И.С. Подосинникову и пресс-службе ГУП “Мосводосток”. Исследование проведено в рамках темы госзадания “Эволюция природной среды в кайнозое, динамика рельефа, геоморфологические опасности и риски природопользования” (ЦИТИС 121040100323-5) на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и при поддержке Русского географического общества (проект 23/2022-Р “­Рельеф Новой Москвы: ресурсы и риски природопользования”).

ACKNOWLEDGMENTS

The authors are grateful of D.Yu. Davydov, S.A. Kornev, I.S. Podosinnikov, G.I. Vinogradov and the press service of the State Unitary Enterprise “Mosvodostok” for the assistance in collecting and processing the material. The work was carried out under the State Research Task № 121040100323-5 “Evolution of the natural environment in the Cenozoic, relief dynamics, geomorphological hazards and risks of nature management” in the Department of geomorphology and paleogeography (Lomonosov Moscow State University) and under the Russian Geographical Society (project № 23/2022-Р “Relief of New Moscow: resources and risks of land use”).

About the authors

V. A. Nekhodtsev

Lomonosov Moscow State University; Weizmann Institute of Science

Author for correspondence.
Email: nekhodtsev.v@gmail.com

Faculty of Geography

Russian Federation, Moscow; Rehovot, Israel

G. D. Emdin

ITMO University

Email: nekhodtsev.v@gmail.com
Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files