Изучение рельефа, его использование и изменение

При разработке генеральных планов населенных мест, проектов детальной планировки и застройки их территорий важное значение приобретает характер рельефа местности. Недоучет или неправильное использование особенностей рельефа приводит к усложнению проектных решений, удорожанию строительных работ и созданию в ряде случаев неблагоприятных условий для размещения зданий и сооружений, организации движения транспорта и пешеходов, санитарно-гигиенических условий проживания и благоустройства. Рельеф местности часто определяет внешний облик города и условия его территориального развития.

По принятой планировочной практикой терминологии рельеф местности расположения города (населенного пункта) подразделяют на следующие виды:

1) равнинный - слабовыраженная пологая поверхность земли без холмов и оврагов (например, Санкт-Петербург);
2) средний - с холмами, небольшими долинами и котлованами (например, г. Москва);
3) сложный - с резко выраженными крутыми скатами и холмами (например, г. Киев).

Рельеф местности определяют геодезической съемкой и изображают на плане в горизонталях, представляющих собой условные линии проекции пересечения поверхности горизонтальными плоскостями, расположенными по высоте на равных расстояниях одна от другой. Так как каждая горизонталь в отдельности - это линия, соединяющая между собой точки с одинаковыми отметками, разные по высоте горизонтали не могут пересекаться между собой в плане.

На горизонталях надписывают их высотные - абсолютные отметки, отсчитываемые от абсолютного нуля (Балтийского моря). При отсутствии таких данных поверхность нивелируют от условно принятого уровня и отметки называют относительными. Разность между соседними по высоте горизонталями называют высотой сечения рельефа, или шагом горизонталей, а расстояние между ними в плане - заложением. На поверхности с одинаковым углом падения рельефа местности расстояния между горизонталями будут равными. При пологом рельефе расстояния между горизонталями будут большими, а по мере повышения крутизны ската они уменьшаются.

В зависимости от стадийности проектирования и соответственного увеличения масштаба плана изменяется детальность изображения рельефа. При разработке детальных проектов планировки и застройки городов целесообразнее пользоваться топографическими планами с масштабом 1:2000 и шагом горизонталей 0,5 или 1 м и др. (М 1:500) (рис.1).

На рис.1 представлен план местности, отображающий в горизонталях различные условия рельефа. Из плана видно, что отметки горизонталей заложены с падением по высоте, или шагом, 1 м. Стрелками показаны направления уклонов поверхности, наибольшие из которых определяют по кратчайшему расстоянию между горизонталями (по нормали к ним). Следовательно, условия рельефа местности характеризуются главным образом уклонами и их направлениями.

Рис.1. План местности, отображающий условия рельефа

В - вершина; С - седловина; П - пик; Б - бергштрих, указывающий направление склона; Р - равнинный участок; К - участок выработки (котлован); Т- тальвег; Л - лощина; Г - гребень (стрелки показывают направление поверхностного стока)

Уклон - это их отношение разности высот между двумя отдельно взятыми точками к расстоянию между ними (рис.2).

Рис.2. Уклон

Уклон выражают десятичными дробями в процентах и в промиле (%о) (тысячные доли). Например: i = 0,01 соответствует i = 1% или i = 10%о. Чаще всего на практике - %о.

В природе редко встречаются безуклонные поверхности земли, за исключением заболоченных территорий. На рис.1 план рельефа местности характеризуется наличием лощин, холмов, оврагов, равнинных участков.

Наивысшие линии хребтов являются водораздельными, а по наиболее низким участкам оврагов и лощин, называемых тальвегами, концентрируется сток поверхностных вод. Хребты, или водоразделы, характеризуются на плане выпуклостью следующих одна за другой горизонталей (в направлении уклона), а лощины, или тальвеги, - их вогнутостью. Характер водоразделов и тальвегов определяется разностью наиболее высоких и низких отметок, частотой горизонталей на отдельных участках и степенью их выпуклости или вогнутости, характеризующими продольный уклон и крутизну откосов и склонов. Учащение горизонталей, т.е. уменьшение расстояний между ними в плане, указывает на повышение уклонов на этих участках, а разряжение горизонталей - на их уменьшение. Для облегчения изучения рельефа на горизонталях по перпендикуляру на них наносят бергштрихи - небольшие черточки, указывающие направление уклона в сторону понижения рельефа.

Категории неблагоприятных и особо неблагоприятных условий рельефа требуют проведения специальных мероприятий по вертикальной планировке с существенным изменением рельефа, устройством подпорных стенок, откосов, лестниц и т.д.

Рельеф территории в значительной степени предопределяет планировочную композицию уличной сети, а следовательно, и плана города. Для прокладки сети улиц наиболее благоприятен рельеф с уклонами 5-60%о, для магистральных улиц - 5-80%о, для жилых улиц и проездов - в зависимости от их классификации.

В условиях сложного рельефа трассирование улиц и дорог может проектироваться по трем схемам.

По наибольшему уклону - поперек горизонталей, что иногда необходимо для создания кратчайших расстояний между отдельными пунктами населенного места. По такой схеме продольные уклоны становятся наибольшими и могут быть применены только на жилых улицах и местных проездах небольшой протяженности. При этом уклон не должен превышать 80%о, а в горных условиях -100%о.

По наименьшему уклону - вдоль горизонталей. Такая схема наиболее приемлема для магистральных улиц и дорог с насыщенным движением транспорта. При этом требуется производство земляных работ по выравниванию поперечного профиля с тем, чтобы здания, закладываемые по противоположным сторонам улицы, не располагались на разной высоте. Иногда возникает необходимость устройства подпорных стенок или откосов.

По диагонали к горизонтали, т.е. комбинация первой и второй схем. В этом случае за счет увеличения расстояния между перепадом отметок рельефа обеспечивается создание необходимого уклона.

При значительных уклонах местности (в горных условиях) приходится застройку размещать по террасам, а дорожно-уличную сеть трассировать по серпантинам (рис.3). Вертикальная планировка оказывает заметное влияние на благоустройство территории, при этом одним из важнейших мероприятий является обеспечение стока поверхностных вод и удобство прокладки водосточных и канализационных трубопроводов.

Следует иметь в виду, что закрытая (подземная) сеть водостоков и фекальной канализации относится к категории безнапорных, самотечных сооружений, требующих соответствующих уклонов для нормальной работы. Недоучет этих обязательств приводит к необходимости устройства дополнительных сложных и дорогостоящих искусственных сооружений (дюкеров, акведуков, станций перекачки). Так как подземные трубопроводы в населенных местах обычно прокладывают вдоль улиц и дорог, проектирование вертикальной планировки дорожно-уличной сети должно наряду с транспортными требованиями обеспечивать необходимые условия для их комплексного сооружения.

Условия обеспечения поверхностного стока вод предопределяют необходимость создания минимального продольного уклона улиц 5%о и в исключительных случаях при монолитном дорожном покрытии (асфальтобетонном, цементобетонном) - не менее 4%о. Максимальный продольный уклон устанавливают с учетом категорий улиц и дорог, с тем, чтобы обеспечивались удобство и безопасность движения по ним транспорта с расчетными скоростями.

Рис.3. Участок серпантинной дороги

L - воздушная линия; L¹-L⁴ - участки развитой трассы дороги; О - вершина угла поворота; К - основная кривая на участке серпантина; K - обратные кривые; r-радиус кривой; C - вставки между кривыми

Как правило, разработке вертикальной планировки территории городов, отдельных районов и участков предшествует вертикальная планировка сети улиц и дорог, при которой устанавливают проектные (красные) отметки на линиях, ограничивающих с двух сторон в плане площадь, занимаемую улицей или дорогой, именуемые "красными линиями". Вертикальную планировку прилегающей "к красным линиям" территории для ее застройки и благоустройства разрабатывают с обязательной привязкой к проектным (красным) отметкам, являющимся руководящими.