№3(59)
Сентябрь 2017
ISSN
1990-4126

English

«Архитектон: известия вузов» № 22 - Приложение 2008

Архитектура


 Шадрина Анастасия Викторовна

аспирант УралГАХА
Научный руководитель: доктор архитектуры, профессор Колясников В.А. ГОУ ВПО "Уральская государственная архитектурно-художественная академия", г. Екатеринбург, Россия

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГО-ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА


В условиях крупного города, переживающего стадию интенсивного развития [1], вопросы обеспечения комплексной безопасности, наряду с проблемами обеспечения максимальной экономической эффективности градостроительных мероприятий, приобретают первостепенную важность. Конфликтные ситуации, возникающие при резких реформах городской среды (что неизбежно на стадии интенсивного развития), являются следствием одностороннего подхода к решению комплексных градостроительных задач. Так, ставя во главу угла проблему обеспечения максимальной экономической эффективности нового строительства, абсолютно или частично пренебрегают вопросами сохранения историко-культурного наследия, обеспечения социального и экологического комфорта для жителей прилегающего к площадке нового строительства районов. Это приводит к формированию ущербной, неполноценной, а, следовательно, по ряду параметров небезопасной городской среды.

 Тем не менее, не приходится еще раз доказывать актуальность вопросов обеспечения безопасности всех видов деятельности. С точки зрения градостроительства экологическая безопасность городской среды может быть достигнута за счет приведения ее основных компонентов к оптимальному состоянию. В качестве таких компонентов выделяются [2]:

- природно-экологическая подсистема;

- антропогенная подсистема;

- социально-экологическая подсистема (схема 1).

Схема 1. Комплексная модель исследования. Опасные факторы среды.

Комплексный подход к оптимизации городской структуры, состоящей из указанных подсистем, заключается в последовательной оценке состояния среды в соответствии с выделенными для каждой из подсистем базовыми параметрами, составлению прогноза развития существующей экологической ситуации и проектному предложению комплекса мероприятий по реконструкции экологически неблагополучных городских территорий. Такой комплекс мероприятий должен быть разработан в соответствии с требованиями действующих стандартов и нормативов. В этой связи представляется целесообразным выявление основных принципов экологической оптимизации городских территорий и анализ последних теоретических разработок в данном направлении. В рамках исследования на тему «Градостроительное обеспечение экологической безопасности населенных мест Свердловской области» была предпринята такого рода систематизация с целью определить оптимальные варианты решений для зон экологического неблагополучия в городе, а также проанализировать Генеральный план стратегического развития города Екатеринбурга до 2025 года1 [3] с позиций градостроительной экологии.

Оценка существующего экологического состояния территории

Рассматривая законы взаимодействия трех основных подсистем – природной, антропогенной и социальной – в составе градостроительного объекта, следует учитывать, что аналитические модели, полученные последовательным разбиением целого на логические компоненты, проявляют тенденцию к утрате изначальных структурных связей, присущих целому [4]. Определенная степень упрощения при изучении составных частей сложного объекта неизбежна; однако, синтезируя из полученных в ходе аналитической работы примитивов комплексную модель, исследователь рискует потерять нелинейный характер связности, присущий оригиналу. В результате полученная модель может оказаться неадекватной и нефункциональной. Для градостроительных объектов любого уровня характерна нелинейность и поливариантность связей отдельных элементов. Следовательно, создание комплексной модели оптимального (условно безопасного) градостроительного объекта невозможно, если используются только традиционные методы анализа иерархических структур.

Под условной безопасностью градостроительного объекта будем понимать такое состояние его структуры, которое обеспечивает нормальное функционирование всех ее компонент. Условность данной категории заключается в том, что она не учитывает бессистемный характер возникновения форс-мажорных ситуаций на боле высоких уровнях организации мироздания, воздействие на которые градостроительными методами невозможно. В этом определении две важных составляющих:

- совместное функционирование элементов системы;

- соблюдение правил функционирования внутри каждой из подсистем (если в систему заложены все условия для ее нормального функционирования, но они не соблюдаются пользователями, система приходит в нерабочее состояние). Отсюда можно сразу сделать вывод о том, что существует условный порядок функционирования градостроительного объекта. Для того, чтобы выявить причины несоблюдения такого порядка, нужно проанализировать существующее экологическое состояние градостроительного объекта и выявить зоны экологического неблагополучия (кризиса, катастрофы или краха2). Проблема заключается в том, что выделенные в рамках исследования основные подсистемы градостроительных объектов характеризуются параметрами, имеющими разные измерители, что приводит к невозможности оценки территории города по сумме факторов. Рассмотрение ряда теоретических подходов к решению этой проблемы позволяет выделить группы методов оценки территории:

- монофакторные – предполагают оценку территории по одному строго заданному параметру (например, метод построения генерализованного ландшафта территории, оптимизации трассировки транспортных коммуникаций и ряд других [5]);
- многофакторные – предполагают комплексную оценку территории с учетом всех факторов, процессов и воздействий.

Примером многофакторного метода оценки может служить работа, проведенная группой специалистов кафедры охраны окружающей среды ПГТУ3 под руководством доцента кафедры Н.Слюсарь [6]. Выполненная Карта экологического риска территории жилой застройки города Перми (схема 2) дает наглядное представление о зонах с низкой, средней, высокой и очень высокой (по авторской классификации) степенью экологического риска.

Схема 2. Карта экологического риска Территорий жилой застройки Перми

В ходе исследования были выделены следующие совокупности факторов:

- факторы, связанные с влиянием антропогенной деятельности на окружающую среду;

- факторы, связанные с аварийными ситуациями с экологическими последствиями.

Среди значимых факторов, использованных при оценке территории Перми – загрязнение атмосферного воздуха, влияние промышленных предприятий, железнодорожного, авиационного и автотранспорта, ЭМИ, загрязнение поверхностных водоемов промышленными и хозбытовыми стоками. Примененный авторами метод количественной оценки по 100-балльной шкале и трем группам риска (т.н. АВС-метод) позволил зонировать территорию жилой застройки города Перми в соответствии с выше перечисленными степенями риска без применения сложных расчетов. Зоны на Карте выделены в соответствии с границами жилых образований.

Получение более сложных изолинейных карт возможно с применением ГИС-технологий, позволяющих графически отобразить факторы риска территории в виде трехмерных поверхностей4. Такой способ дает весьма наглядное представление о распределении рисков на изучаемой территории, однако, требует точных количественных данных по ряду факторов, подлежащих оценке. Как и в случае с оценкой экологических рисков на территории города Перми, данный метод, позволяя комплексно охватить ряд факторов окружающей среды, тем не менее применяется в основном для оценки техногенных (в нашей терминологии – антропогенных) воздействий на окружающую среду. В ряде других примеров выполнения комплексной экологической оценки территории крупного промышленного города5, рассмотренных в качестве аналогов при составлении Карты ранжирования территории города Екатеринбурга по признаку комплексного экологического благополучия6 (схема 3), за основу приняты природные и антропогенные факторы окружающей среды.

Схема 3. Модель эколого-градостроительной безопасности Екатеринбурга

 

Принципы формирования экологически безопасной среды крупного города

Вопросы обеспечения экологического равновесия урбанизированных территорий неоднократно рассматривались отечественными и зарубежными исследователями, как с теоретической точки зрения7, так и в практике проектирования8. При этом принимается за основу тот факт, что экологическое равновесие (гомеостаз) среды может быть достигнуто только на уровне расселения, т.е. на достаточно обширной территории, ресурсы которой позволяют компенсировать ущерб, наносимый природной среде активными компонентами техногенного воздействия (городами). Как отмечает Чистякова С.Б., «на городском уровне стоит задача планомерного и целенаправленного изменения природной среды, придания ей свойств, более всего соответствующих городским условиям» [9]. Выделенные исследователем принципы рациональной планировочной организации функциональных зон города (в соответствии с экологическими требованиями) разделены на группы для каждой из зон:
- промышленных – формирование крупных планировочных районов промпредприятий, вынос вредных производств за пределы агломерации, организация санитарно-защитных зон;
- жилых и общественных – организация зеленых связей-коридоров вдоль городских транспортных магистралей и пешеходных путей, формирование «зеленых клиньев» города и т.д.;
- внешнего транспорта и инженерных коммуникаций – объединение различных сетей в общих коридорах, изоляция от застройки при помощи озеленения.

Данные принципы можно назвать базовыми для организации экологически оптимальной среды градостроительного образования любого уровня. В случае крупного города однако приходится учитывать ряд дополнительных параметров, усложняющих задачу. В частности, не последнюю роль играет проблема сдерживания и контроля роста крупного города, проявляющего тенденцию к поглощению и урбанизации прилегающих зеленых территорий, что, в конечном итоге, не приводит к улучшению экологической обстановки на территории такого города. Экстенсивное расширение и захват новых территорий, характерные для растущих городов, в случае Екатеринбурга приобретают специфические черты:
- освоение пригородных территорий за счет строительства индивидуального малоэтажного жилья повышенной комфортности;
- активное неконтролируемое использование пригородных лесов в качестве мест массового отдыха жителей.

Так как освоение центра Екатеринбурга в настоящее время, наоборот, имеет интенсивный характер (повышение плотности и этажности застройки, строительство высотных зданий, увеличение количества объектов делового и общественного назначения), в результате получаем довольно неутешительную картину деструкции исторически сложившейся среды, дальнейшей деградации городских ландшафтов и прилегающих природных территорий, разительный социальный дисбаланс центра и окраин. Несмотря на повсеместный, не специфичный для одного лишь Екатеринбурга характер перечисленных процессов, данная ситуация не может быть признана нормальной. Следовательно, должен быть разработан комплекс мероприятий, позволяющих компенсировать ущерб, наносимый всем трем подсистемам, входящим в состав городской структуры.

Ряд приемов, позволяющих частично ограничить разрастание города и улучшить экологическое состояние территории, был разработан в концепциях Зеленых поясов Лондона и Сеула [10]. Концепция зеленых поясов Сеула и еще 12 городов Южной Кореи, принятая в 1973 году, была проанализирована с точки зрения современных социально-экономических условий группой авторов (Ким, Ёкохари, Докинс, Нелсон и др.) в 1998-2003 гг. Основными проблемами были признаны высокая стоимость земельной аренды в непосредственной близости от Зеленого пояса, наличие несанкционированной застройки, крайняя негибкость сформированной структуры и, вследствие строжайшего запрета нецелевого использования территории пояса, крайняя ее неосвоенность и непригодность для рекреации. Южнокорейский пример по последнему параметру, разумеется, не может быть соотнесен с условиями Урала, поскольку в данном случае речь идет о горах, поросших джунглями, однако принципиальное решение проблемы, найденное проектировщиками, может быть взято на заметку.

Среди основных групп мероприятий, предложенных авторами, можно выделить следующие:

- экономические – изменение структуры застройки, перенос зоны социального жилья ближе к центру Сеула и строительство индивидуального жилья повышенной комфортности на территориях, прилегающих к Зеленому поясу;

- экологические – рекультивация территорий, нарушенных вследствие хаотичного хозяйствования в непосредственной близости от Зеленого пояса;

- социальные – формирование развитой сети рекреации непосредственно на территории пояса, изменение регламентов территории (разрешение строительства рекреационно-оздоровительных учреждений);

- инженерно-коммуникационные – строительство новых связей между центром и окраинами города.

Следует, однако, отметить, что результаты проделанной работы не были реализованы в полной мере из-за разногласий между собственниками и арендаторами земель, прилегающих к Зеленому поясу.

Вышеизложенный материал позволил сформулировать принципы формирования экологически безопасной среды крупного города в виде следующих групп:

- функционально-структурные (упорядочение и оптимизация планировочного каркаса – повышение связности и доступности элементов, модернизация систем инженерной инфраструктуры территории, рефункционализация производств, разработка и внедрение общегородских систем экологического мониторинга [12]) – в рамках антропогенной подсистемы;

- природоохранные (рекультивация нарушенных территорий, формирование специфической городской природы, охрана животного и растительного мира пригородных лесов, создание и развитие зеленого каркаса города, проектирование и строительство с учетом опасных природных процессов и явлений) – в рамках природной подсистемы;

- экономико-социальные (повышение качества застройки и благоустройства жилых и общественных территорий, строительство социального жилья и сети учреждений анонимной медицинской помощи, реконструкция потенциально криминогенных территорий, учет эколого-экономической эффективности всех предложенных мероприятий) – в рамках социально-экологической подсистемы.

С учетом этих принципов была разработана Модель эколого-градостроительной безопасности города Екатеринбурга.

Модель эколого-градостроительной безопасности города Екатеринбурга

Рассмотренные выше аналоговые концепции и проекты позволили разработать аналитический подход к оценке экологического состояния территории города Екатеринбурга. Данный подход основан на выделении количественных параметров оценки в природно-экологической, антропогенной и социальной подсистемах (табл.1). Нормативным (предельно допустимым) значениям параметров соответствует статус нулевого экологического благополучия территории (ЭБ «0»). Соответственно, статус экологического благополучия (ЭБ «+») и экологического неблагополучия (ЭБ «-») присваивается городским территориям, оценочные параметры которых выходят за пределы нормативных в сторону улучшения или ухудшения экологического состояния. Предлагаемый аналитический подход включает количественную оценку параметров социально-экологической подсистемы. Количественные показатели, принятые в качестве оценочных для города Екатеринбурга [2, 7], также приведены в таблице 1.

 

Таблица 1. Основные количественные параметры экологически благополучных городских территорий и ранжирование территорий по степени соответствия данным параметрам (критерии присвоения статуса экологического благополучия - ЭБ)

1 Статус «ЭБ -» принят соответствующим ступеням «Крах», «Катастрофа», «Кризис» пирамиды Блинова (см.схему 3); статус «ЭБ n» - ступеням «Допустимое состояние» и «Норма»; статус «ЭБ +» - ступеням «Оптимальное состояние» и «Гармония».

2П- природно-экологическая, А- антропогенная, С- социально-экологическая.

 

Метод послойного экологического картирования, примененный для составления Карты ранжирования территории города Екатеринбурга по признаку комплексного экологического благополучия с выделением трех типов зон (статус ЭБ9 «+», «0» и «-») в каждом оценочном слое10, позволил получить при наложении участки, степень экологического состояния которых была определена как экологический крах, катастрофа или кризис (согласно пирамиде степеней экологического состояния территории, см. схему 3).

Таблица 2. Функциональная классификация и эколого-градостроительные
мероприятия для зон экологической катастрофы (1 А-К)


3 Функциональную классификацию и основные виды разрешенного использования территории для зон см. [3].

Здесь и далее для удобства чтения экологическим факторам присвоены римские номерные обозначения.

5 Для анализа были использованы данные о распространении социальных эпидемий – ВИЧ и гепатита Б. По данным [11]

При этом состояние территорий, получивших статус ЭБ «-» в трех и более слоях11, было определено как катастрофическое, в двух – критическое и, соответственно, в одном слое – допустимое (см. схему 3). Состояние экологического краха, которое характеризуется полной деградацией природной среды, разрушением зданий и сооружений, массовой смертностью населения12, на территории Екатеринбурга обнаружено не было.

Городские территории, отнесенные к экологически неблагополучным (индексы 1 A-К – катастрофическое состояние, 2 A-L – критическое состояние, см. схему 3) были соотнесены с решениями Генерального плана в части функционального зонирования и принципиальных изменений планировочной структуры [3]. Это позволило проанализировать указанные решения и разработать, с учетом опыта теоретических и практических разработок в области градостроительной экологии, ряд градостроительных рекомендаций по улучшению экологического состояния данных территорий. Характер функционального использования территорий, определенный в основных положениях Генерального плана, и предложенные проектом рекомендации для зон экологической катастрофы (1 А-К) представлены в таблицах 1, 2.

Учет результатов комплексного графического анализа территории позволил рекомендовать проведение мероприятий в соответствии с выявленными экологическими проблемами.

Таким образом, Модель эколого-градостроительной безопасности города Екатеринбурга выполнена в виде схемы зонирования территории с индексными обозначениями экологически неблагополучных зон и сводной аналитической таблицы, где для каждой из зон приведен список градостроительных мероприятий, необходимых к осуществлению. Данный аналитический материал будет использован для разработки детального проекта эколого-градостроительной реконструкции зоны экологического бедствия на территории города.

1 Далее – Генеральный план.

2 По В.А. Блинову, см. схему 2

3 Пермский государственный технический университет.

4 Например, в оболочке ГИС «Карта 2005», разработанной КБ Геоинформационных технологий "Панорама" (Москва) http://www.gisinfo.ru

5 См. Генеральный план развития города Москвы, оценка существующего и прогноз перспективного состояния окружающей среды, ГУП НИПИ Генплана Москвы, 2005.

6 Выполнена в рамках магистерского исследования «Градостроительное обеспечение экологической безопасности населенных мест Свердловской области» в 2007 г.

7 В работах Колясникова В.А. [1], Чистяковой С.Б. [10], Вергунова А.П., Родомана Б.Б. и др.

8 В проектах Гутнова А.Э., Лежавы И.Г., Тангэ К., Курокава К. и др.

9 Экологического благополучия.

10 В соответствии с основными количественными параметрами экологического благополучия территории [8;9].

11 Т.е., по трем и более параметрам оценки.

12 По Блинову В.А.

 


Библиография

  1. Мазаев Г.В. Прогнозирование вероятностного развития градостроительных систем [Текст]: Учебное пособие. / Г.В.Мазаев. – Екатеринбург, Архитектон, 2005.
  2. Колясников В.А. Градостроительная экология Урала. В 3ч. [Текст] /В.А. Колясников. – Екатеринбург: Архитектон, 1999.
  3. Правила землепользования и застройки городского округа – муниципального образования «Город Екатеринбург». Главное управление архитектуры, градостроительства и регулирования земельных отношений Администрации города Екатеринбурга; фонд «Градостроительные реформы», г. Москва; фонд «Институт экономики города», г. Москва. 1-я редакция (2-ой вариант, по состоянию на март 2007 года).
  4. Добронравова И.С. Синергетика: становление нелинейного мышления. [Электронный ресурс]: 1990 Режим доступа:
    http://www.philsci.univ.kiev.ua/biblio/dobr.html.
  5. Сосновский В.А., Русакова Н.С. Прикладные методы градостроительных исследований [Текст]: Учебное пособие. / В.А. Сосновский, Н.С. Русакова. – М.: Архитектура-С, 2006.
  6. Карта экологического риска территории жилой застройки города Перми. Авторский коллектив под рук. доц. каф. Охраны окружающей среды ПГТУ Н.Слюсарь // Деловое Прикамье, №14 (280), 13 апреля 2007.
  7. Отчет по НИР. Градоэкологические показатели и принципы формирования элементов системы расселения. Сводные таблицы показателей. Колясников В.А., Заремба А.К. Екатеринбург,
  8. СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».
  9. Чистякова С.Б. Охрана окружающей среды [Текст]: Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1988.
  10. David N. Bengston, Yeo-Chang Youn. Research, part of Special Feature on Urban Sprawl. Urban Containment Policies and the Protection of Natural Areas: The Case of Seoul's Greenbelt. Seoul National University, Department of Forest Science, 2003. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.ecologyandsociety.org/vol11/iss1/art3
  11. Справка ОЦ СПИД и ИЗ от 11.12.2007. Выдана Захаровой Е.А.
  12. Теличенко В.И., Слесарев М.Ю., Стойков В.Ф. Управление экологической безопасностью строительства. Экологический мониторинг [Текст]: Учебное пособие./ В.И.Теличенко, М.Ю. Слесарев, В.Ф.Стойков. – М.: Издательство Ассоциации строительных ВУЗов, 2005.

 


ISSN 1990-4126  Регистрация СМИ эл. № ФС 77-70832 от 30.08.2017 © УрГАХУ, 2004-2017  © Архитектон, 2004-2017