1857 fiel der Entschluss zur Schleifung der ehemaligen städtischen Befestigungen, an ihrer Stelle entstand bis 1865 die Ringstraße als von Monumentalbauten gesäumte Prachtstraße der Monarchie. Der in dieser Zeit entstandene Ringstraßenstil mit seinem Historismus prägt Wiens architektonisches Erscheinungsbild auch heute noch maßgeblich. Weiters entstanden in dieser Zeit auch die großen als Kopfbahnhöfe ausgeführten und jeweils bis an den Linienwall herangeführten Hauptbahnhöfe der Stadt, der Süd- und Ostbahnhof sowie der Westbahnhof. Donauregulierung Eines der die Wiener Stadtlandschaft bis heute sicher am nachhaltigsten prägenden Projekte, die Donauregulierung, wurde in den Jahren 1870 bis 1875 durchgeführt, nachdem es bedingt durch die immer wiederkehrenden Überschwemmungen nicht zuletzt seit dem großen Hochwasser von 1830 Überlegungen diesbezüglich gab. Der Fluss hatte bis dahin im Wiener Raum ein weit verzweigtes Netz verschiedener Wasserläufe gebildet, welches erst seit dem späten Mittelalter durch eine Serie von Brücken überquert werden konnte. Nach den in früheren Epochen immer wieder erfolgten Eingriffen zur Erhaltung der Schiffbarkeit des Donaulaufes wurde nun ein gerader Hauptstrom mit angeschlossenem linksufrigem Überschwemmungsgebiet eingerichtet, auf dem von nun an die Schifffahrt stattfinden sollte. Der bisherige Hauptstrom blieb mit dem Namen Alte Donau als stehendes Gewässer bestehen, viele verästelte Seitenarme wurden dagegen abgedämmt oder zugeschüttet und der zur Innenstadt führende Arm (heutiger Donaukanal) im begradigter Form belassen.
Zweite Stadterweiterung, Gürtelstraße und Stadtbahn Im Jahr 1874 erfolgte die Abtrennung der südlich des Linienwalls gelegenen Teile des 3., 4. und 5. Bezirks, welche zusammengeschlossen mit weiteren Gebieten den 10. Bezirk formen sollten. Ab 1890 erfolgte dann die zweite Stadterweiterung, in der die damaligen Vorortegemeinden als Bezirke 11 bis 19 eingemeindet wurden. Die ab 1958 angedachte und um 1873 schließlich parallel zum Wall eröffnete Gürtelstraße, zwischen den ehemaligen Vorstädten und Vororten gelegen, wurde im Zuge der Schleifung des Linienwalls 1894 mit dem nun zu Verfügung stehenden Platz wesentlich verbreitert. Im Verlauf des Gürtels sowie im Wiental und entlang des Donaukanals entstand parallel auch die Wiener Stadtbahn. Zusätzlich erfolgte die Regulierung des Wienflusses im gesamten Stadtgebiet mitsamt Einwölbung im Stadtzentrum, sowie der Bau der ersten Wiener Hochquellwasserleitung zur Trinkwasserversorgung. Dritte Stadterweiterung und Bevölkerungswachstum Nach der 1900 erfolgten Ausgliederung von Teilen des 2. Bezirks in den 20. Bezirk erfolgte ab 1904 die bis 1938 letzte große Stadterweiterung Wiens über die Donau auf das linke Donauufer hinaus, wodurch der 21. Bezirk entstand. Bedingt durch die zahlreichen Eingemeindungen und die starke Zuwanderung überschritt Wien im Jahr 1910 formell als vierte Stadt der Welt nach New York City, London und Paris die Grenze von 2 Millionen Einwohnern.
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