Теоретическая часть

Тема 1 Устойчивое развитие

Урбанизированных территорий

Теоретическая часть

Устойчивое развитие города – это такой подход к решению городских проблем, к улучшению условий жизни горожан, который ведет к сбалансированному социально-экономическому и экологическому развитию, осуществляемому на основе рационального использования всего городского ресурсного потенциала, включая геолого-географические особенности городской территории, потенциальные возможности населения, экономики, промышленности, инфраструктуры, не превышающее предельно допустимых нагрузок на окружающую среду (городские экосистемы), к достижению экологического равновесия.

Экологическое равновесие – это состояние природной среды района, при котором обеспечиваются саморегуляция, охрана и воспроизводство основных её компонентов: воздуха, водных ресурсов, почвы, флоры и фауны. Экологическое равновесие может быть достигнуто не в городе, а в пределах обширного района или в групповой системе населенных мест, в которой города рассмат­риваются в неразрывном единстве с ненарушенными или слабо нарушенными природными ландшафтами. Могут быть три уровня удовлетворения условий экологического равновесия: полный, условный и отно­сительный. Полное экологическое равновесие достигается только в случае удовлетворения всех условий, что возможно лишь при достаточно больших территориях с плотностью населения не бо­лее 50...60 чел. на 1 км² и лесистости не менее 20...30 %, а также благоприятном климате. Условное экологическое равновесие на­блюдается при соблюдении только первого принципа на террито­риях с плотностью населения не более 100 чел. на 1 км² при леси­стости не менее 20...30 %. Относительное экологическое равнове­сие достигается и при большей плотности населения и меньшей лесистости, но в этом случае большую роль играют мероприятия по компенсации загрязнений. При проектировании района с эко­ эко­логическим равновесием рекомендуется исходить из трех идеальных принци­пов:

1) мозаичности – наряду с мероприятиями в пределах одного ландшафта следует целенаправленно перераспределять антропо­генные нагрузки, так как разные ландшафты обладают различной степенью устойчивости;

2) иерархичности – при большой территории страны достижи­мо полное экологическое равновесие в пределах больших обла­стей, районов и всей страны, так как районы с условным и отно­сительным равновесием могут быть уравновешены районами с полным равновесием;

3) динамичности – развитие промышленности, урбанизация, рост населения могут привести к трансформации района с пол­ным экологическим равновесием в районы с условным и относи­тельным равновесием, а прогресс науки, техники, социальные достижения в более редких случаях могут вызвать обратный про­цесс.

На степень экологического равновесия территории влияет соотношение зон с различными экологическими и хозяйственными режимами – зонами развития, экологического равновесия, буферной и компенсационной.

Одной из основных задач для достижения полного экологического равновесия является определение демографической ёмкости территории и достижение соответствия проживающего населения и этой ёмкости.

Демографическая ёмкость территории – максимальное число жителей, потребности которых могут быть обеспечены за счёт ресурсов территории при сохранении экологического равновесия. Демографическая емкость районов устанавливается обычно путем анализа наиболее важных для повседневной деятельности природных компонентов: территорий, пригодных для промышленного и гражданского строительства; сельскохозяйственных земель, необходимых для организации пригородной сельскохозяйственной базы; водных ресурсов; территорий, благоприятных для организации массового отдыха населения. Демографическая емкость территории является величиной переменной и не означает какого-либо нормативного показателя. Он отражает некий планировочный порог, за пределами которого нарушается равновесие всех природных, хозяйственных и социальных условий. В условиях роста национального благосостояния, повышения плодородия почв показатели демографической емкости будут изменяться в сторону повышения.

Демографическую ёмкость определяют как наименьшее из значений частных демографических ёмкостей по территории, воде, рекреационным ресурсам, условиям организации пригородной сельскохозяйственной базы.

По наличию территории:

,

где D₁ – частная демографическая ёмкость, чел.; Т – площадь территории, для которой рассчитывается демографическая ёмкость; Н – ориентировочная потребность в территории 1000 жителей (Н = 20–30 га).

По наличию всех водных ресурсов – поверхностных и подземных:

,

в том числе поверхностных вод

,

где D₂ – частная демографическая ёмкость, чел.; P_i – минимальный расход воды в i -ом водотоке при входе в район, которую можно изъять для рассматриваемой территории из общего водохозяйственного бассейна, м³/сут; К – коэффициент, учитывающий необходимость разбавления сточных вод (для северных районов К = 0,1, для южных районов К = 0,25), Р – нормативная водообеспеченность 1000 жителей, м³/сут (2000 м³/сут).

Минимальный расход воды P_i (м³/сек) рассчитывается по формуле:

где В – минимальная ширина реки (определяется как треть ширины реки в паводок), h – средняя глубина реки в межень, v – скорость течения, м/с.

По наличию подземных вод:

,

где D₃ – частная демографическая ёмкость, чел.; Е_i – эксплуатационный модуль подземного стока i -го участка, м³/сут; Т_i – площадь i -го участка территории района, га; Р₁ – нормативная водообеспеченность 1000 жителей.

По рекреационным ресурсам:

для отдыха в лесу

,

где D₄ – частная демографическая ёмкость, чел.; Т – площадь территории района, га; L – коэффициент лесистости района, %; 0,5 – коэффициент, учитывающий зелёные зоны городов в средней полосе; доля рекреантов в летний период от числа жителей (К = 0,4); Н – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в рекреационных территориях, в среднем Н = 2 км²; М – коэффициент распределения отдыхающих в лесу и у воды (М = 0,85-0,90 для умеренного климата, М = 0,3-0,4 для жаркого климата).

для отдыха у воды

,

где D₅ – частная демографическая ёмкость, чел.; R_i – протяжённость i-го водотока, пригодного для купания, км; F – коэффициент, учитывающий возможность организации пляжей (в лесной зоне F = 0,5, в степной зоне F = 0,3); К_П – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в пляжах, км (К_П = 0,5); М₁ – коэффициент распределения отдыхающих у воды и в лесу (М₁ = 0,10-0,15 для умеренного климата, М₁ = 0,3-0,4 для жаркого климата).

По условиям создания пригородной сельскохозяйственной базы

,

где D₆ – частная демографическая ёмкость, чел.; Т_сх – площадь территории района, благоприятной для ведения сельского хозяйства, га; q – коэффициент, учитывающий использование сельскохозяйственных запасов под пригородную базу, в среднем q = 0,2-0,3; h – ориентировочный показатель потребности 1000 жителей района в землях пригородной сельскохозяйственной базы, га, h = 500-2000.

Кроме демографической ёмкости территории не менее важны и другие инженерно-экологические характеристики: репродуктивная способность территории, геохимическая активность и экологическая ёмкость.

Из всех этих показателей наибольшее для оценки уровня экологического равновесия значение имеет репродуктивная способность территории по кислороду, показывающая, компенсирует ли рассматриваемая территория при данном уровне населения и развитии хозяйства потери кислорода.

Воспроизводство кислорода растительным покровом рассчитывается по формуле:

где ПК – продуктивность территории по кислороду (т/га в год); S_лес – площадь лесов; S_с/х – площадь сельхозугодий; S_паст – площадь пастбищ; S_гор – площадь городских зелёных насаждений; Р_лес – продуктивность лесов (10-15 т/га в год); Р_с/х – продуктивность сельхозугодий (5-6 т/га в год); Р_паст – продуктивность пастбищ (4-5 т/га в год); Р_гор – продуктивность городских зелёных насаждений (0,8-1 т/га в год); 1,45 – коэффициент перевода биопродуктивности к свободному кислороду.

Данная формула учитывает расход кислорода флорой и фауной изучаемой территории.

Расход кислорода населением и хозяйством рассчитывается по формуле:

где ДЕТ – демографическая ёмкости территории; П_ч – потребление кислорода одним человеком (0,26 т/год); 2 – коэффициент, учитывающий потребление кислорода автотранспортом и коммунальными службами; А – суточный объём выпуска продукции предприятиями (ед./сут); П_п – потребление кислорода при выпуске единицы продукции.

Сравнив значения ПК и РК, можно сделать вывод о достаточности репродуктивной способности территории по кислороду.

Аналогичным образом рассчитывается репродуктивная способность и по другим показателям – почвам, растительности, воде.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое устойчивое развитие городов?

2. Что такое экологическое равновесие, какие бывают виды экологического равновесия?

3. Принципы достижения экологического равновесия урбанизированных территорий.

4. Что такое демографическая ёмкости территории и как она определяется?

5. Какие вы знаете инженерно-экологические показатели экологического равновесия?

6. Как определяется, достаточна ли репродуктивная способность территории по кислороду?