Градостроительная экология _ Маслов Н.В
..pdfВ прогнозах экологической надежности систем учитывают современные и перспективные достижения в области внедрения безотходных промышленных технологий. Оценивают положительное влияние прогрессивных систем очистки вредных выбросов в атмосферу и водный бассейн. На базе достижений научно-технического прогресса дают рекомендации применения новых методов ведения сельского и лесного хозяйства.
По результатам такого прогнозирования разрабатывают морфологический прогноз, относящийся к строению планировочных образований. Его цель заключается в выявлении возможных вариантов развития территориальных образований. Для этого строят матрицы характеристик объекта с последующим перебором этих вариантов. По сочетаниям параметров выстраивают оптимизационные ряды. Наиболее приемлемые элементы вариантов закладывают в окончательный. Его трансформируют в покомпонентные и отраслевые прогнозы ожидаемого экологического состояния природных компонентов территории.
С и н т е з и р у ю щ и й э т а п включает разработку рекомендаций по двум направлениям. Первое — это указания к возможному инженерноэкологическому зонированию территории. Второе — предложения к организации системы мероприятий по охране среды. На базе этих материалов создают экологическую программу.
Стратегия управления по существу является экологической программой формирования территориальных природоохранных систем. Особенность этой стратегии заключается в комплексности и очередности.
К о м п л е к с н о с т ь с и с т е м ы заключается во взаимодействии разнохарактерных по своей сути природоохранных мероприятий. В итоге их осуществления должна быть обеспечена нейтрализация негативных последствий воздействия всех источников давления на природную среду.
Предполагают участие в этом процессе всех министерств и ведомств, проблемных предприятий, которые расположены в регионе, например энергетических, горнодобывающих, химических и др. Обеспечивают охват всей территории, а не только проблемных ареалов.
За счет взаимоувязки мероприятий можно добиться гибкости системы и даже экономии средств, вкладываемых в охрану среды. Например, технологии с замкнутым водоснабжением, когда отработанные стоки после их соответствующей обработки используют повторно, могут быть экономически эффективными не только за счет сокращения расходов воды. Ограничение сбросов в водоемы уменьшает затраты на их очистку.
Экономия энергетических ресурсов возможна, когда используется тепло, получаемое при сжигании мусора на мусороперерабатывающих заводах. Аналогичный эффект обеспечивается при применении попутного
132
газа на нефтяных приисках.
Такие меры двойного действия особенно эффективны на проблемных территориях, где имеет место повышенное загрязнение природной среды. Надежная увязка отраслевых и территориальных мер может в значительной степени улучшить экологическую обстановку.
Важно не распылять средства, выделяемые на природоохрану. Необходимо вводить в эксплуатацию экологически завершенные системы, увязывать интенсивность их осуществления в натуре с имеющимися инвестиционными ресурсами. Поэтому при управлении целесообразно соблюдать рациональную очередность работ. Концентрировать инвестиции в последовательное выполнение комплекса мероприятий на территории наиболее проблемных ареалов. Это создаст условия роста репродуктивности природных компонентов и повысит экологический потенциал природной среды.
Система управления охранной среды состоит из инженерных и технологических, биологических и архитектурно-планировочных подсистем.
Инженерные мероприятия выполняют в целях стабилизации абиогенных составляющих и приспособления среды к потребностям человека. К числу общих мероприятий относят вертикальную планировку и отвод поверхностных вод.
Поверхность территории планируют, срезая или подсыпая грунт в определенных местах. Обеспечивают уклоны местности, оптимальные для застройки, передвижения транспорта и людей. Одновременно стремятся отвести атмосферные осадки от зданий и с территории к дождеприемникам.
В городах и других населенных пунктах устраивают открытые или подземные системы стока поверхностных вод. Открытая сеть представляет собой лотки и кюветы. Закрытая включает в себя систему дождевой канализации с колодцами-дождеприемниками. Обе системы завершают очистные сооружения в местах сброса в открытые водоемы.
Специальные мероприятия инженерной подготовки — это защита территорий от подтопления и затопления, предотвращение образования оползней и оврагов. К специальным относят и такие, как освоение подработанных и заторфованных территорий, предотвращение карстовых и суффозионных процессов. Особое место занимает защита от селевых потоков и снежных лавин. Все эти мероприятия являются предметом изучения в специальной дисциплине "Инженерная подготовка территорий".
Проведением инженерных работ преобразовывают лито- и гидросферу в соответствии с градостроительными требованиями, при этом нарушая природный баланс. Поэтому, выбирая те или иные инженерные
133
методы таких преобразований, учитывают возможный риск дестабилизации экосистемы.
Рассматривают возможные варианты, обосновывая их тщательным экологическим обследованием. Например, учитывают, что осушение болот на больших площадях приводит к изменению водного баланса. Ликвидация этих естественных испарителей, как правило, вызывает подъем уровня грунтовых вод. Поэтому осуществляют поиск альтернатив и выбирают методы реформирования, гарантирующие наибольший экологический эффект.
Технологическими мероприятиями обеспечивают обработку вредных выбросов предприятий промышленности, жилищно-коммунального хозяйства, транспорта и других отраслей. Применяют локальные устройства, устанавливаемые непосредственно у источника загрязнения, и централизованные. Последние используют на очистных сооружениях канализации
идругих системах с большими расходами жидких или твердых отходов.
Кэтой подсистеме мероприятий относят и внедрение производств замкнутых или безотходных технологий. Роль таких производств с каждым годом возрастает. В развитых странах проводится в жизнь политика их внедрения во все сферы хозяйственной деятельности.
Биологические подсистемы несут компенсационную нагрузку. Мероприятия направлены на воспроизводство биологических ресурсов. В их состав входят лесотехнические, агротехнические и другие мероприятия, связанные с биотой.
Архитектурно-планировочной подсистемой управления охраной сре-
ды обитания обеспечивают пространственный базис экосистемы. На уровне схем региона и района, генеральных планов городов и населенных мест распределяют антропогенные нагрузки на территориях. Такие планы являются документом, интегрирующим все подсистемы. В них планировочно стратифицируют площади ареалов различного назначения, от строго охраняемых природных ландшафтов до максимально урбанизированных.
Функциональное зонирование территорий сопровождается экологическим зонированием. Для обеспечения устойчивого развития систем расселения необходимо, чтобы режимы природопользования были первичными. Поэтому сначала формируют экологический каркас на территориях большой площади и определяют его репродуктивный потенциал.
Функциональное членение территорий на зоны различного хозяйственного назначения должно носить подчиненный характер по отношению к экологическому зонированию. Мера давления на природу должна быть сопоставима со способностью геосферы к воспроизводству.
134
Следует обеспечивать определенный "запас прочности", что позволяет свести к минимуму экологический риск, обеспечить живучесть территориальных систем.
Мероприятия природоохранного комплекса разрабатывают от общего к частному. Сначала решают проблемы на макротерриториальном уровне (см. табл. 5.1). Генерализация планировочных и экологических решений наиболее комплексна на этом уровне. На последующих они приобретают более конкретный характер. От уровня и уровню решения последовательно детализуют.
ВГенеральной схеме расселения решают стратегию хозяйственного использования территорий страны. Ее выполняют по заданию федерального правительства. В экологическом блоке этой схемы разрабатывают концепцию оздоровления и охраны окружающей среды. В ее основу закладывают результаты оценки экологической ситуации в различных регионах.
Вкрупных экосистемах определяют структуру экологических каркасов. Их сопоставляют с системами расселения. В результате выявляют существующие противоречия между важнейшими техногенными узлами (городами, поселениями, промышленными и сельскохозяйственными производствами) и природными ландшафтами.
На базе экологического анализа прогнозируют перспективу градостроительного развития экосистем. Оценивают степень возможного давления на природу. Намечают очередность и объемы природоохранных мероприятий, необходимых для сохранения экологического равновесия на территориях.
Врезультате комплексной сравнительной оценки урбоэкологических условий формирования расселения выявляют экологический потенциал среды, в том числе следующие данные:
территориальные резервы для расселения и рекреаций; возможности воздушного и водного бассейнов, ресурсы водоснаб-
жения и водоотведения; особенности почвенно-растительного покрова, репродуктивные спо-
собности растительности.
ВГенеральной схеме расселения сопоставляют экономические затраты, требуемые для осуществления разных вариантов природоохранных мероприятий, определяют первоочередные и планируемые на перспективу, связанные с дальнейшей урбанизацией территорий. На базе этого разрабатывают стратегию оздоровления окружающей среды и создания устойчивых урбоэкологических систем.
Региональные системы расселения с экологической точки зрения по
135
существу являются программами управления природоохранной деятельностью, особенно экологические блоки, в которых урбоэкологические задачи решают территориальными методами.
Существуют разработки, основанные на макрозонировании территорий, подчиненном положениям, графически интерпретированным схемой на рис. 3.2. В реальной практике выделяют так называемые биоэкономические территориальные системы (БТС), объединяющие зоны наибольшей и ограниченной хозяйственной деятельности с зонами экологического равновесия. В последних сохраняют репродуктивную биосферу, способную уравновесить потребности ареалов интенсивного хозяйствования.
Установлено, что в БТС может быть достигнуто не только эффективное функционирование промышленно-хозяйственных комплексов. Экологическое равновесие системы обеспечивается при соблюдении следующих условий:
между БТС необходимо предусмотреть буферные компенсационные зоны, леса, открытые пространства и поверхностные водоемы, являющиеся естественными накопителями чистого воздуха и воды, призванные гарантировать естественное равновесие в перспективе;
зоны экологического равновесия в БТС, на буферных и компенсационных территориях следует выделять с учетом особенностей местности: рельефа, преобладающего направления ветров, гидрологической сети поверхностных водоемов, лесных массивов и лугов;
создания условий, обеспечивающих взаимодействие зон экологического равновесия БТС с буферными и компенсационными зонами;
создания условий взаимодействия зон равновесия БТС с элементами микроструктур — зелеными насаждениями городов (парками и лесопарками), посадками в зонах отчуждения транспортных магистралей и вокруг предприятий, зелеными полосами вдоль рек и полезащитными — в сельской местности.
Эффективность природоохранных мероприятий оценивают эффектом противодействия техногенным нагрузкам во времени. Исходят из того, что каждый территориально крупный объект природы в регионе обладает запасом экологической прочности, устойчивости, восприимчивости, т.е. особенностями, определяющими меру его сопротивления воздействиям.
Такие воздействия — процесс временной, и устойчивость экосистемы зависит от репродуктивности биомассы, расположенной на территории БТС.
В условиях функциональной эксплуатации и естественного развития БТС возможны спонтанные изменения техногенных нагрузок, не учтенные в проектах регионального планирования. Например, непредвиденная ми-
136
грация населения, вызванная какими-то социальными или политическими условиями, возникшими в регионе. Такие условия существуют практически в любых странах. Так, имеет место переселение жителей в города с развитой инфраструктурой рабочих мест. Возможно и переселение из областей с нестабильной обстановкой или военным противостоянием различных группировок населения.
Для обустройства мигрантов необходимо жилье и организация рабочих мест, что влечет за собой нарушение экологичности БТС, заложенной в планы развития территорий.
С экологической точки зрения опасно сокращение способности биосферы к воспроизводству природных ресурсов. Контролировать процесс такого воспроизводства следует по всем экологическим условиям, указанным в § 3.3. Необходимо проверить соблюдение первых двух условий и, прежде всего, учесть прирост площадей урбанизированных территорий. В формулу (3.11) ввести дополнительные слагаемые, представив в виде
Sхоз = (Sу + Sсх) + (S rу + S rсх) + (∆Sу + ∆Sсх), |
(5.1) |
где ∆Sу — прирост урбанизированных территорий, необходимых для расширения поселений и организации дополнительных рабочих мест; ∆Sсх — то же, сельскохозяйственного использования новыми поселенцами [остальные условные обозначения см. формулу (3.11)].
По полученным данным можно оценить соотношение территорий хозяйственного использования и охраняемых по формуле (3.10).
Нужно проверить и условие, связанное с энергопотреблением, — плотность населения, поскольку должна быть соблюдена оптимальная зависимость между этими данными и коэффициентом снижения биопродуктивности растительности. Следует контролировать возможную численность населения Ng, по табл. 3.9, используя формулу
Ng = Pн э / (1 – kтэр 1) S, |
(5.2) |
где Pн э — эквивалентная плотность населения; kтэр 1 — доля использования электроэнергии в ТЭР, произведенной вне территории; S — общая площадь рассматриваемого района.
С другой стороны величина Ng, является функцией скорости прироста населения и ожидаемой продолжительности этого процесса:
Ng = Ng сущ + Ng , |
(5.3) |
где Ng сущ — количество жителей, проживающих на территории БТС; Ng — общий прирост жителей.
Величину общего прироста жителей можно представить формулой
137
Ng = (vмиг — vпр) t, |
(5.4) |
где vмиг — скорость прироста мигрантов, чел ./год; vпр — то же, естественного прироста или уменьшения населения на территории за счет рож-
даемости и смертности, чел./год; t — ожидаемая продолжительность миграции, годы.
Приведенный метод позволяет оценить тенденции территориального развития с учетом величины ожидаемой биопродуктивности БТС. Она в условиях спонтанной миграции может быть нестабильна [в отличие от
планируемой проектом величины П r, определяемой по формуле (3.15)]. Поэтому нужно корректировать во времени процессы переселения, принимая во внимание рост или падение рождаемости и смертности.
Функциональная аппроксимация исходных потоков техногенных нагрузок более сложна, чем представлено. Однако принципиальный характер антагонизма величин этих нагрузок и репродукции биомассы будет иметь негативные последствия, если не соблюдено условие, при котором индекс репродукции не будет выходить за пределы Ир > 1.
Необходим и учет частной емкости территорий по расходу природных ресурсов: энергии и эмиссии углекислого газа, воспроизводства кислорода
иналичию воды.
Всхемах и проектах районной планировки территориальные про-
граммы управления охраной среды носят практически целевой характер. В экологических блоках уточняют не только концепцию создания биоэкономических систем и их взаимодействия с буферными и компенсационными зонами. Разрабатывают систему природоохранных мероприятий, размещения очистных сооружений, складирования и переработки твердых отходов.
Более детально прорабатывают мероприятия по охране среды. На сельскохозяйственных угодьях стараются принять меры против эрозии почв и их загрязнения пестицидами. Намечают мероприятия, предотвращающие деградацию растительного покрова в лесных массивах, поймах и берегах рек и других зонах рекреаций и экологического равновесия. Расширяют территории заказников, заповедников и охраняемых ландшафтов. Берут под охрану отдельные территории, редких представителей флоры и фауны.
Выбирают наиболее эффективные методы охраны крупных и малых рек, ручьев и озер. Разрабатывают мероприятия по обеспечению от биохимического загрязнения воды различными химическими соединениями и стоками животноводческих комплексов. Разрабатывают меры, направленные на нейтрализацию эпидемической опасности, особенно в зонах забора питьевой воды. Решают проблемы очистки воздушного бассейна от
138
пыли, продуктов сгорания и других загрязнителей. Предлагают локальные меры борьбы с шумом.
Рекомендации отражают в экологических программах. Концепцию иллюстрируют картами природоохранных мероприятий. Примером такой графической интерпретации служит схема, показанная на рис. 5.2.
В генеральных планах городов разрабатывают относительно локальные системы природоохранных мероприятий. В основу таких систем закладывают результаты разработок макро- и мезотерриториального уровней. Город рассматривают как один из планировочных элементов районной планировки или агломерации и используют следующую информацию этих уровней.
Во-первых, экологическое обоснование функционального зонирования
пригородной зоны. На базе этого выделяют территории функциональных секторов и зон, устанавливают допустимые экологические и хозяйственные режимы их эксплуатации.
Во-вторых, исходные сведения о параметрах и конфигурации природного каркаса. Используют данные об общей ландшафтноэкологической обстановке и связях с экологическим каркасом региона.
139
В-третьих, информация о возможности выноса производств, представляющих экологическую опасность для жилой и социальнобытовой застройки города. Для этого оперируют сведениями о резервных территориях за пределами города и экологической обстановке на этих территориях.
В-четвертых, это стратегические установки, касающиеся агломерации, где расположен город. На ее основе разрабатывают такие локальные внутригородские мероприятия, как приоритетные направления охраны водного и воздушного бассейнов, почв и грунтов литосферы. Учитывают и конкретные геохимические, экологические и эстетические характеристики ландшафтов.
На рис. 5.3 показаны принципы формирования природного каркаса города, функционального зонирования его территорий. Даны предложения по выносу вредных предприятий, размещению сооружений очистки сочных вод и производственных и коммунальных твердых отходов.
Для формирования системы природоохранных мероприятий изучают экологическую обстановку в
пределах города. Исследуют влияние таких техногенных факторов, как подземные части зданий и водопроводящие коммуникации, изменяющиеся режимы подземных вод. Изучают химическое наполнение стоков, свалок и захоронений твердых отходов производств различного профиля коммунального хозяйства, поскольку они могут быть причиной загрязнения среды обитания.
В современных городах возникает необходимость определения потенциальной возможности возникновения динамических геологических
140
процессов, которые особо опасны для городских сооружений. Если они наблюдаются, то следует изучить вызывающие их причины. Это нужно для разработки мероприятий инженерной защиты территорий, существующих и вновь возводимых строений.
Рис. 5.4. Фрагмент карты города с делением территории на категории:
а – по степени геологического риска; б – то же, геохимического; 1 – геологически чрезвычайно опасные, где мониторингом установлено течение динамических процессов; 2 – то же, весьма опасные; 3 – то же, опасные, но динамика не наблюдается; 4 – то же, мало опасные; 5 – то же, неопасные; 6 – территории с высокой степенью геохимической опасности, где интенсивно выделяются вредные вещества; 7 – то же, со средней, где наблюдается периодическое и слабое выделение газов; 8 – то же, низкой геохимической опасности
Необходим системный анализ изменений поверхности земли, поведения водных горизонтов, динамичных сейсмических и оползневых явлений, загрязнения природных сред: почв, поверхностных и подземных вод, почв и донных осадков. Эта информация также является обоснованием выбора мероприятий инженерной защиты.
В результате составляют карты, отражающие экологическую обстановку на локальных территориях. Фрагмент такой карты приведен на рис.
141