О семи холмах Москвы - [53]

Сфера их действия - упрощение, упорядочение, конкретизация, экспериментирование, облегчение практической деятельности, обобщение вплоть до глобального масштаба, разработка теории и объяснение реального мира [11]. Схему связей между рельефом и остальными компонентами города можно рассматривать как «модель-представление». Модель-представление - это мысленный образ природного процесса или явления. В качественной или количественной форме она выражает идеализированную схему некоторых явлений реального мира, действующих в нем сил и позволяет упростить представление о явлении, отказавшись от деталей. Модель-представление всегда предшествует математическому моделированию и является его логической базой. Чем подробнее мы знаем структуру процесса и соотношение факторов, его определяющих, тем полнее может быть описан процесс.

Логическая модель построена нами для представления города в виде связей между всеми его компонентами и рассматривает сложную структуру (какой является город) как единое целое. Для более детального рассмотрения связей рельефа с остальными компонентами города мы выделили среди них четыре типа связей, т. е. произвели структурно-функциональный анализ явления. Рассмотрим схематично, как обстоит дело с моделированием выделенных нами типов связей.

[11 Джонстон Р. Дж. География и географы. М.: Прогресс, 1987.]

1. Природные связи. Построение математических моделей природных процессов не всегда возможно. Этому мешает большое число причин. В частности, отсутствие необходимых материалов. Далеко не все в геоморфологии можно выразить количественно. Общие методы описания рельефа и его природного развития базируются в основном на вероятностно-статистических моделях. При построении моделей природного развития рельефа сказываются недоработки и пробелы в развитии теоретических основ геоморфологии. На сегодняшний день наиболее полное представление о структуре элементов и форм рельефа, их взаимном расположении и взаимодействии дает геоморфологическая карта (картографическая модель рельефа). Карты прогноза развития рельефа строятся на основе материалов сравнения и пространственно-временных аналогий и результатов экспертных оценок (оценок на основе знаний и опыта группы ученых) и носят полуколичественный характер (вероятностно-статистический).

2. Связи водным потоком. Исследования этого типа связей базируются на основе изучения водного баланса. Их модели для городских территорий наиболее разработаны. Количественная оценка связей водным потоком и прогноз их изменений весьма важны для планирования градостроительной деятельности. Существующие математические модели типа «осадки - сток» для города в основном вероятностные или вероятностно-статистические. В моделях расчетные данные дополняются результатами натурных наблюдений за ходом дождевых осадков, стока, за влажностью почв и уровнем грунтовых вод. Влияние закрытости поверхности асфальтом и зданиями в разных моделях учитывается по-разному, с большей или меньшей степенью детальности; в ряде случаев учитывается и дренажная сеть. Построение этих моделей также не лишено трудностей, которые обусловлены прежде всего сложностью реальной обстановки. Увеличение закрытости территории влечет за собой нарушение связи внутри-почвенным потоком, так как уменьшается поступление осадков в почву и увеличивается расстояние переноса растворимых и взвешенных наносов поверхностным стоком.

Содержание растворимых веществ в поверхностных водах города больше, чем в бытовых. Однако в моделях эта сторона вопроса пока не рассматривается, так как имеет не столько гидрологический, сколько геохимический характер. Но работы в этом направлении ведутся, и в частности в Москве. По данным И. В. Болотниковой с соавторами, а также А. А. Михлина и А. А. Беккера, основное поступление взвешенных веществ в водную сеть города идет за счет поверхностного стока, средняя величина сухого остатка в дождевом стоке на территории Москвы колеблется в пределах 300 - 500 мг/л, в стоке талых снеговых вод она увеличивается и достигает 8 г/л и более [12].

[12 Болотникова И. В., Нежданова И. К., Суэтин Ю. П. Влияние качества снегового покрова на природные воды города // Вопросы гидрогеологических расчетов и охрана природных вод. Л., 1986; Михлин А. А., Беккер А. А. Оценка выноса загрязняющих веществ поверхностным стоком с территории Москвы. М., 1986.]

Существуют модели, позволяющие прогнозировать реакцию подземного водоносного горизонта на внешнее воздействие, и ряд других интересных моделей.

3. Инженерные связи. Модели развития техногенного рельефа, техногенных процессов и взаимоотношений между инженерными сооружениями и элементами природной среды разработаны пока очень слабо. Хотя и здесь намечается определенный прогресс: широко используется аппарат математической физики, методы, основанные на теории подобия и размерности, теории качественных признаков и т. д. Применяются как статистические модели, так и вероятностные. В последние годы предложен ряд моделей для расчета устойчивости форм рельефа: устойчивых профилей русел, устойчивых состояний откосов и др. Задачи моделирования изменений рельефа в процессе градостроительства еще только ставятся. Сложность постановки таких задач заключается в неоднозначности, разнонаправленности и многофакторности техногенного воздействия на рельеф. Большим препятствием являются и недоработки теоретического плана. Без дальнейшего прогресса в моделировании природных процессов весьма проблематично развитие инженерно-геоморфологического направления. Модели изменений рельефа в процессе техногенеза должны быть основаны на выявленных закономерностях формирования естественного рельефа. На сегодняшний день наиболее иптересными моделями, отражающими инженерные связи между рельефом и другими элементами города, являются картографические модели, в частности инженерно-геоморфологические карты прогноза изменений природной обстановки, предлагаемые Э. Т. Палиенко и В. В. Стецюком.