Урбанизация и экология

   Экологическое равновесие непосредственно связано  с плотностью населения, характером использования территории. Критические антропогенные нагрузки на урбанизированные территории основаны на гигиенических критериях, на обеспеченности населения зонами различного назначения. Так, ЦНИИП градостроительства для промышленных районов считает обеспеченность территории 3–3,5 тыс. м² на жителя. В ФРГ предельной (критической) плотностью в городе является плотность 100–1500 чел. на 1км², т.е. 0,7–10 тыс. м² на жителя. В США «экологической нормой» считается 30 тыс. м² на человека, а соотношение урбанизированных, сельскохозяйственных и естественных территорий рекомендуется 1:1:1. В ФРГ это соотношение составляет 28, 42 и 30%, в Польше для ядра агломерации – 3–5 тыс. чел. на 1 км², а для агломерации в целом – 0,8–2 тыс. Чел. на 1 км². По-видимому, нужен дифференцированный подход к плотности населения в ядре и периферийной зоне агломерации.

   Ввиду того, что экологическое равновесие достигается только при наличии больших естественных ландшафтов, очень важно создание природоохранных зон, национальных и природных парков, садов, озеленяемых территорий, создающих природный (экологический) каркас района. Этот каркас необходим для обеспечения баланса территорий различного назначения, чтобы было достигнуто экологическое равновесие. Площадь, включающая системы расселения, сельского хозяйства, добычи полезных ископаемых, расчитывается по формуле:

где – удельный показатель обеспечения территорией на 1 тыс. жителей, км² (не должен превышать 50–60 чел. на 1 км²); – население i-й групповой системы населенных мест (i=1,..., m), j-го плотно населенного ареала (j =1,..., n), тыс. чел.

   Зоны  экологического равновесия (по воде) и (по кислороду), определяются по формуле:

   В расчетах принимается большее значение или . Здесь – численность населения региональной системы расселения, тыс. чел.; – перспективная ежегодная потребность в топливе, тыс. т условного топлива на 1 тыс. чел.; – среднее значение ежегодно продуцируемого кислорода на i-й территории, тыс. кг; 2,5 – коэффициент перехода для подсчета изъятого из атмосферы кислорода; В – среднее ежегодное водопотребление, тыс. м³ на 1 тыс. чел.; – среднее значение ежегодно продуцируемой воды на j-й территории, тыс. м³.

   Пространственная  структура экологического каркаса  расселения характеризуется равномерной  сетью населенных мест со связями  между собой и зонами развития, экологического равновесия, буферной и компенсационной. Представляют интерес требования к зонам: наибольшей хозяйственной активности с максимальным воздействием на биосферу; экологического равновесия с сетью природных парков, охраняемых ландшафтов, лесистостью не менее 40–50%, запрещением рубки леса (кроме санитарных), ограничением размещения промышленных предприятий, городского и транспортного строительства, комплексом по очистке стоков, поддержанием популяций животных и птиц, буферной на стыке региональных систем расселения (экологический шов) для компенсации экологической неполноценности и обеспечения в перспективе экологического равновесия шириной 100–150 км, с лесистостью не менее 30 %, охраной ландшафтов. Наименее освоенные ландшафты с низкой плотностью населения считаются компенсационными зонами.

   Размер (радиус) зоны ограниченного развития определяют по формуле:

где – население центрального города, тыс. чел.; – население города-спутника, тыс. чел.; – удельный вес прироста населения города-спутника в суммарном приросте населения системы, %; – число направлений интенсивного роста ядра; – территория, приходящаяся на 1 тыс. жителей с учетом селитебных, промышленно-складских транспортных территорий, лесопарковых зон отдыха, пригородных сельскохозяйственных земель и т.д., км²; – коэффициент наличия непригодных для застройки и сельскохозяйственного производства территорий (акватории, скалы, овраги и т.д.), изменяющийся в зависимости от доли непригодных территорий от 1 до 2; – эмпирический коэффициент лесистости, изменяющийся в пределах от 1 до 2 (при лесистости более 50 % =1, от 30 до 50 – =1,2, от 10 до 30 – =1,5; менее 10 % – =2,0); – эмпирический коэффициент плотности населения, изменяющийся в пределах от 1 до 2 (при плотности населения в радиусе 50 км от центрального города на 1 км² до 100 чел. – = 1; от 100 до 200 –  = 1,2; от 200 до 300 чел. – = 1,5, свыше 300 чел. – = 2).

   Для городов с населением свыше 1 млн. жителей ширина зоны ограниченного  развития должна быть 35...40 км, с населением 0,5...1 млн. – 25...30 км, с населением 100...500 тыс. жителей – 20...25 км. За зоной ограниченного развития располагается зона активного развития. Для городов с населением от 100 до 500 тыс. человек ее ширина в среднем составит в первом случае не менее 40...50 км и во втором – не менее 30...35 км.

   В последние годы активно возрождаются идеи о соединении города и природы в органичное единое образование. Выдающийся архитектор Паоло Солери выдвинул мысль об архитектурной экологии (аркологии). В Санкт-Петербурге разрабатывается «Экополис» – программа создания будущих агропромышленных комплексов с небольшим городом, частично обеспечивающим жителей продуктами питания с утилизацией всех видов энергии и направлением их на выращивание пищевых и технических растений. Город вписан в природную среду, все предприятия работают по безотходной технологии, к минимуму сведены загрязнения. Вокруг города сохранена природа в естественном виде. В этом несколько идеализированном поселении будущего, видимо, все здания будут построены на основе принципов строительной бионики и биоархитектуры, они должны быть биопозитивными и «умными», чтобы не только вписываться в природный ландшафт, сохранять и восстанавливать естественную природную среду, не выделять загрязнений, помогать очистке среды, но и повышать качество жизни человека.

   От  предложения идей экологизации городов  в последние годы архитекторы, градостроители и строители перешли к разработке проектов эко-сити и к возведению первого в мировой практике эко-сити (эко-квартала в существующем городе как будущей модели эко-сити).

Экореконструкция  города

   Экореконструкция  любой неэкологичной системы расселения и неэкологичного места расселения должна выполняться на всех уровнях от генеральной и региональной схем расселения, схем и проектов районной планировки и вплоть до отдельных зданий и инженерных сооружений. В состав комплекса мероприятий по экореконструкции могут войти следующие разделы.

   Экореконструкция  региона. Достижение экологически обоснованного соотношения урбанизированных и естественных территорий; постепенное создание экологического каркаса мест расселения и соответствующих зон (буферной, компенсационной, экологического равновесия и др.) вокруг мест расселения с целью достижения экологического равновесия между городом и прилегающими территориями, в том числе сельскими, обоснованная дезурбанизация отдельных территорий с превышенной демографической емкостью. Закрытие наиболее загрязняющих и нехарактерных для экономики региона производств, перенос производств, в соответствии с необходимыми расстояниями, до селитьбы и господствующими ветрами. Создание сети электротранспорта в пределах региона. Поощрение развития общественного транспорта, велотранспорта, создание условий для пешеходного движения. Совмещение этих мероприятий с работами по созданию экологического каркаса и переносу предприятий, чтобы уменьшить объемы перевозок, увеличить пешеходную доступность мест обслуживания и работы.

   Экореконструкция  населенных мест. Увеличение площади озелененных территорий, соединение всех озелененных территорий, озелененными переходами между собой и с загородными лесами и парками, создание озелененных полос вдоль берегов рек и водоемов, реконструкция сети улиц с целью обеспечения проветривания, перенос наиболее загрязняющих производств в пригородные зоны и их экологичная реконструкция, экореконструкция зданий и инженерных сооружений, экореконструкция промзон, вынос складов и гаражей из жилых кварталов, восстановление инсоляции, исключение затенения.

   Экореконструкция  с учетом требований сенсорной экологии (видеоэкологии и др.) и миниатюризации. Отказ от гигантских зданий и площадей, разборка верхних этажей высоких зданий, строительство новых зданий только в виде высокоплотной малоэтажной (не выше высоких деревьев) застройки, и др. Застройка и другое освоение неудобий и высвобождение территорий с ровным рельефом для последующего превращения в парки. Градостроительное освоение подземного пространства (строительство второго, подземного многоярусного города). Освобождение территорий в центральной части города для создания парков.

   Биопозитивная реконструкция зданий и инженерных сооружений. Озеленение стен и кровель (иногда, при соответствующем обосновании – с разборкой верхних этажей высотных зданий), мероприятия по энергосбережению, использованию альтернативной энергии, архофитомелиорация существующих зданий и инженерных сооружений, повышение качества жизни и уровня удобств, а также внешнего вида старых зданий путем их экореконструкции и архофитомелиорации, устройство биопозитивных шумозащитных экранов, реконструкция проезжей части дорог и тротуаров с применением водопроницаемых покрытий.

   Архофитомелиорация  (улучшение архитектурной выразительности путем озеленения поверхности с устройством декоративных устройств для поддержания вьющихся зеленых насаждений и растительного грунта). Повышение площади растительного грунта и создание новых поверхностей для озеленения достигается путем пристройки к нижним частям стен зданий грунтовых террас, устройства вокруг инженерных сооружений (фонарных столбов, башен и др.) объемов растительного грунта, поддерживаемого декоративными стенками; озеленение всех возможных не озелененных ранее поверхностей. При этом в отмостках и в фундаментах при необходимости нужно проделать отверстия для свободного прохода корней вновь высаживаемых растений в естественный грунт, чтобы не требовался полив.

   Постепенное создание системы  подземного электротранспорта. Отказ от использования бензиновых и дизельных автомобилей с ДВС в пределах города. Использование только транспорта на газе и электротранспорта.

   Создание  системы глубокой очистки воды в  местах расселения. Исключение сброса загрязненных вод и полное использование очищенной воды на полив парков, смыв в общественных туалетах и др. Постепенный переход на трехтрубную систему водоснабжения в домах: питьевая вода (очень тонкая труба с самым высоким качеством воды и минимальным водопотреблением 3–4 л/чел. в сутки), хозяйственная вода (для ванн и др.) и горячая вода. При этом для смыва в туалетах используется только хозяйственная вода после ее употребления в ваннах, душах, для стирки и др.

   Создание  системы подготовки и раздельного  сбора твердых  бытовых отходов и их полного рециклирования.

   Экореконструкция  и фитомелиорация всех компонентов  ландшафтов в городе. Повышение индекса озелененности до 6–7 (по примеру Японии ввести использование индексов озелененности городских территорий: 1 – без озеленения, 2 – трава, 3 – кустарники,.6 – деревья среднего возраста,... 10 – естественный лес).

   Дезодорация загрязнений и  лечебно-оздоровительная  одорация воздушной  среды внутри зданий и в городе. Ароматизировать среду города с целью психологического, физиологического, терапевтического и маскирующего неприятные запахи воздействия.

   Восстановление  комплекса природных  факторов, к которым, в частности относятся: естественный мир запахов, цвет, электромагнитные колебания, природный уровень и содержание (частоты, ритмы) шума, температура, давление, перепады света, содержание природных элементов в воде, почве, воздухе.

   Экологизация  водопотребления  и водопользования  в городе. Внедрение системы глубокой очистки поступающей в регион воды. Демонтаж всех без исключения водовыпусков сточных вод в водоемы. Внедрение системы экономного расходования воды жителями и предприятиями (счетчики воды, введение раздельных систем питьевой и технической воды, запрещение полива питьевой водой, устройство пробок в умывальниках, водосберегающие душ и ванна, водосберегающие краны, бытовые мойки для посуды, и др.). Замена технологий, требующих большого расхода воды, на водосберегающие. Применение замкнутого оборота воды на предприятиях. Внедрение наиболее экономичных систем полива в сельском хозяйстве, использование культур с минимальным водопотреблением. Применение подземных хранилищ для накопления запасов воды. Очистка и восстановление рек.