На урбанизированных территориях

Вопросы лекции:

1. Инженерно-биологические работы на свалках. Обезвреживание и утилизация отходов производства и потребления.

2. Общие понятия об инженерно-биологических работах в городах и насаленных пунктах.

3. Классификация озелененных территорий.

4. Особенности проектирования систем озелененных территорий в населенных пунктах.

1.

Обезвреживание и утилизация отходов производства и потребления. Защита городской среды от бытовых отходов (БО) состоит в их сборе, транспортировке, переработки или складировании. Повышение уровня комфортности жилья приводит к увеличению бытовых отходов на всех стадиях деятельности человека, в том числе и в строительстве. Это увеличение составляет примерно 1...3% в год на каждого жителя. На объем БО и последующие операции влияют климат, характер застройки, уровень промышленного развития, торговля, сфера услуг и другие условия. Имеет место неравномерность накопления бытовых отходов по дням недели, времени года. Ориентировочное количество БО определяют по формуле:

P = pm+g_iП_i

где Р — годовое количество бытовых отходов в год, м³; р — расчетная норма мусора на 1 чел, м³/год; т — количество жителей в населенном пункте, чел; g_i — норма накопления мусора на 1 чел. на производстве, в общественных, зрелищных и прочих зданиях, м³/ год; П_i — примерное количество рабочих, служащих и прочих людей, чел.

По своему принципу и конечной цели методы обезвреживания и переработки делятся: на ликвидационные — решают санитарно-гигиенические задачи; утилизационные — решают задачи экономики и использования отходов как вторичных ресурсов.

По технологическому принципу методы могут быть биологические, термические, химические и механические.

Наиболее распространенными методами являются: складирование на полигонах (ликвидационный биолого-механический); сжигание (ликвидационный термический); компостирование (утилизационный биологический).

При обращении с отходами производства и потребления, запрещается:

• сброс отходов производства и потребления, в том числе радиоактивных отходов, в поверхностные и подземные водные объекты, на водосборные площади, в недра и на почву;

• размещение опасных и радиоактивных отходов на территориях, прилегающих к городским и сельским поселениям;

• размещение опасных и радиоактивных отходов в лесопарковых, курортных, лечебно-оздоровительных, рекреационных зонах, на путях миграции животных, вблизи нерестилищ и иных местах;

• захоронение опасных и радиоактивных отходов на водосборных площадях подземных водных объектов, используемых в качестве источников водоснабжения.

При строительстве заводов механизированной переработки ТБО одним из экономических показателей является наличие гарантированных потребителей компоста (органического удобрения или топлива) в радиусе до 20 км. При строительстве завода по сжиганию ТБО с утилизацией тепловой энергии является гарантированное (круглосуточное и круглогодичное) потребление тепловой энергии.

При строительстве полигонов складирования ТБО важнейшими условиями являются следующие:

• наличие свободного участка с основанием на водоупорных грунтах;

• уровень грунтовых вод ниже 3 м от поверхности площадки;

• наличие грунта или инертных отходов для изоляции ТБО;

• получение разрешения на высоту складирования (свыше 20 м);

• размещение полигона на расстоянии до 15 км от центра сбора ТБО.

При выборе участка под полигон складирования ТБО должна быть проведена не только геологическая оценка территории, но и экономическая вариантность проработки полигона. Для каждого варианта подбирают земельный участок и устанавливают транспортные затраты по вывозу отходов, сроки действия полигона, обоснованные на обеспечение потребителей компоста.

Наиболее распространенными методами обработки и захоронения БО являются следующие.

Закрытые свалки - метод, позволяющий обрабатывать большие объемы БО при относительно малом воздействии на окружающую среду. При этом методе исключается горение и пожары, однако отсутствует утилизация продуктов БО.

Открытые свалки — неконтролируемый сброс отходов, без уплотнения, изоляции, чаще всего «диким» способом. Самый неэффективный, но вместе с тем самый распространенный метод. Нередко отходами завалены все обочины проезжих дорог поселков, опушки лесов, поляны и овраги.

Организованные полигоны отходов — это более современный метод захоронения отходов, но рассчитан на длительное отторжение площадей, поэтому его нельзя признать перспективным. Данный метод вмещает достоинства закрытой свалки, но при этом утилизирует так называемый биогаз — метан (55-60%), образующийся в теле полигона вследствие анаэробной биодеструкции органических веществ. С каждой тонны БО образуется до 200 м³ газа, отводимого системой горизонтальных дырчатых труб в газгольдер и затем используемого в топливных или энергетических установках.

Отходы при таком методе не включаются в круговороты вещества и энергии и, следовательно, ведут к дополнительной антропогенной нагрузке на окружающую природную среду, к снижению ее экологической устойчивости;

Прессование — это разделение отходов на твердые и жидкие компоненты с последующей их переработкой под давлением 80 МПа. Получаемые при таких параметрах обработки твердые отходы имеют объемную массу около 1000 кг/м³ и могут найти применение в строительстве.

Компостирование — это биохимический процесс обезвреживания отходов. Его достоинства заключаются в наиболее сокращенном сроке (до 6 сут.) переработки отходов и получении биотоплива и компоста, используемого в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Технологический процесс осуществляется во вращающихся барабанах диаметром 3-3,5 м и длиной 20 м и требует соблюдения режимных параметров: температуры; влажности; длительности перемешивания; сушки.

Пиролиз — обезвреживание отходов — происходит в условиях дефицита кислорода и при температуре 600-800 °С, что приводит к термическому разложению отходов и их обезвреживанию. Этот метод привлекателен в случае использования образующегося тепла для выработки тепловой или электрической энергии, а также для защиты атмосферы от газов и твердых выбросов.

Методы полевого компостирования ТБО целесообразно применять в городах с населением до 500 тыс. чел., как наиболее простой и дешевый метод обезвреживания и переработки отходов. Технология этого метода заключается в компостировании отходов в открытых штабелях. Применяют две принципиальные схемы полевого компостирования: с предварительным дроблением ТБО и без предварительного дробления. В первом случае для измельчения твердых отходов используют специальные дробилки, во втором — измельчение за счет многократного перелопачивания материала. Неизмельченные фракции отделяют на контрольном грохоте (устройство для механической сортировки сыпучих материалов по крупности частиц просеиванием их через колосники, решетки и сита). Установки, оснащенные дробилками для предварительного измельчения, обеспечивают больший выход компоста и дают меньше отходов производства.

Сооружение и оборудование полевого компостирования должны обеспечить прием и предварительную подготовку отходов, биотермическое обезвреживание и окончательную обработку компоста. Отходы разгружают в приемный бункер или на ровную площадку. Затем бульдозером или грейдерным краном формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования. Для повышения активности биотермического процесса наряду с перелопачиванием и принудительной аэрацией производят увлажнение материала. Зрелый компост перед отправкой потребителю направляют на грохот, где его очищают от крупных фракций. Из отходов и компоста электромагнитным сепаратором извлекают черный металлолом.

Наиболее доступным методом складирования ТБО является метод, представляющий собой совокупность современных инженерных и инженерно-биологических технологий. В рамках этого метода применяются различные материалы: габионные и армогрунтовысконструкции; различные геосинтетические материалы (геотекстили, геомембраны, геосетки), применяемые для дренажа, гидроизоляции, армирования грунтов; инженерно-биологических технологии (метод экстремального озеленения, биоматы и биотекстили из растительного волокна).

Рекультивация свалок должна осуществляться во взаимосвязи с такими мероприятиями, которые позволяют в верхнем защитном слое понизить содержание метана и оксида углерода (IV), повысить содержание кислорода, и, кроме того, снизить температуру почвы.

Существует 3 возможных варианта, при которых сокращается содержание газа и понижение температуры почвы.

а) прерывание доступа газа к корням древесных пород за счет защитного слоя:

- из пленки в V-образной форме; во избежание образования застоя влаги прокладывают дренажные трубки.

- за счет горизонтальной укладки защитного слоя из пленки. Для избежания застоя воды пленку укладывают под небольшим уклоном.

б) для усиления поверхностного вентилирования с двух сторон от растений выкапывают канавы;

г) отвод газов за счет системы газоотводных шахт и труб.

В Германии в ходе эксперимента выявлено, что наиболее при­годными для этих целей растениями являются: черная ольха, осина, терн, серая ива и пурпурная ива.

Рекультивация полигона с осуществлением инженерно-биологических мероприятий включает очистку прилегающих к полигону территорий, засыпку глинистым грунтом, уплотнение и гидроизоляцию поверхности свалочных грунтов, посадку древесно-кустарниковых растений, посев трав.

Ассортимент растительности подбирается с учетом почвенно-климатических факторов, состава, плодородия и токсичности грунтов.

РИС. 5.1 Рекультивация свалки.

2.

Ландшафтная организация городов и поселков — это комплекс градостроительных, ландшафтно-планировочных, инженерных, эстетических и агротехнических мероприятий по разработке и созданию эффективных систем озеленённых территорий, способствующих оптимизации санитарно-гигиенических условий для проживания населения, оздоровлению окружающей среды, наилучшей организации отдыха населения, обогащению внешнего облика застройки.

По современным градостроительным положениям современный город имеет определённую планировочную структуру, включающую так называемые функционально-планировочные образования. Это — общественные центры, участки общественной застройки, селитебные зоны, участки производственной застройки, территории магистральной и улично-дорожной сети, транспортной и инженерной инфраструктуры, сеть учреждений и предприятий общественного обслуживания; рекреационные территории, образующие систему озеленённых пространств, охватывающих весь город (посёлок).

Селитебные зоны включают жилые районы, микрорайоны, группы жилых домов, с сетью проездов, улиц, путей внутрирайонного сообщения. Селитебный комплекс является крупнейшим элементом города, органически связанным с его структурой и заключённым в определённые планировочные границы. Его функция — обеспечить максимальные удобства для населения и создать выразительный архитектурный облик застройки при соблюдении необходимых санитарно-гигиенических норм. В зависимости от общих планировочных особенностей города селитебный комплекс формируют в виде:

- групп смежно расположенных жилых районов, разделенных магистралями;

- групп жилых районов и микрорайонов, отделенных друг от друга магистралями, скоростными дорогами, а также естественными водоемами, лесами, рощами.

Структурным планировочным элементом города является производственная территория, предназначенная для размещения промышленных предприятий и связанных с ними объектов, комплексов научных учреждений с их опытными производствами, коммунально-складских объектов, сооружений внешнего транспорта, путей внегородского и пригородного сообщения.

В городах формируется система общественных центров, включающих общегородской центр, центры планировочных и жилых районов, специализированные центры — медицинские, учебные, спортивные, торговые. В исторических городах выделяются культурно-исторические центры в пределах сложившейся зоны исторической застройки.

В увязке с планировкой города предусматривается единая система транспорта и улично-дорожной сети, обеспечивающей удобные и быстрые транспортные связи со всеми зонами и другими объектами, расположенными в пригородной зоне.

Каждая зона города включает озеленённые территории различного назначения, предназначенные для определенных целей — отдыха населения, защиты от воздействия неблагоприятных факторов, ландшафтно-декоративного оформления застройки. Все озеленённые участки комплексов-зон объединяются в систему озеленённых территорий города.

При создании систем озелененных территорий в городах и посёлках решаются следующие задачи:

- градостроительные, связанные с разделением отдельных зон и структур населенного места, объединением частей в одно целое, повышением выразительности архитектурных ансамблей;

- оздоровительные, связанные с оптимизацией микроклимата, повышением санирующего и экологического эффекта;

- рекреационные, решающие проблемы отдыха городского населения;

- архитектурно-художественные, связанные с эстетическим обогащением городской среды, повышением художественной выразительности архитектурных ансамблей города.

Одним из методов инженерной биологии, широко используемых в обустройстве городов является озеленение. Осуществляется оно за счет создания насаждения и травянистых участков, ревитализации водных источников.

Озелененные территории города, как объекты ландшафтной архитектуры, должны пространственно разграничивать различные, функциональные зоны города, подчеркивать основные планировочные оси, выделять композиционно и функционально важные точки. Они в совокупности с компонентами существующих природных комплексов — лесов, лугов, долинами рек, служат местами притяжения населения, являются своеобразными пространственными ориентирами. Озеленённые территории и существующие зелёные массивы связывают город с окружающей средой, являются активным градостроительным элементом и участвуют в формировании городской территории.

В градостроительной практике при ландшафтной организации культурно-исторических зон города следует придерживаться следующих принципов:

- воссоздания исторически достоверной ландшафтной среды;

- стилевого единства, то есть использования архитектурно-ландшафтных приемов, характерных для эпохи создания ансамбля.

Ландшафтная организация территорий путём создания системы озеленённых территорий предполагает выполнение следующих планировочных мероприятий:

- установление взаимосвязи и непрерывности озеленения внутри городских территорий с включением лугов, пойм рек, водоемов, лесов, находящихся вне городской черты;

- выделение специализированных центров рекреации в виде крупных лесопарков или зон отдыха;

- установление специальных режимов пользования для отдельных объектов — заповедников, заказников, мемориалов, памятников садово-паркового искусства;

- организация необходимого уровня благоустройства городских территорий с развитием дорог, устройством стоянок, мест отдыха;

- создание и сохранение зелёных насаждений, устойчивых по своей структуре, видовому составу и осуществление систематического ухода за ними.

Ландшафтная организация населённого пункта тесно увязывается с планировочной структурой города. В планировке система озеленённых территорий должна органично «вплетаться» в структуру города, а существующий и искусственно созданный садово-парковый ландшафт — быть основой ее планировки.

3.

Все озелененные территории, входящие в планировочную структуру города, классифицируют по территориальному признаку и функциональному назначению.

По территориальному признаку их делят на внутригородские, находящиеся в пределах административных границ города, в застройке, и внегородские — объекты, расположенные за пределами городской застройки, в пригородной зоне.

По функциональному назначению выделяют следующие категории:

- общего пользования — общегородские и районные парки, специализированные парки; городские сады и сады жилых районов, межквартальные сады, сады при группе жилых домов; скверы на площадях, в отступах застройки; бульвары вдоль улиц, пешеходных трасс, на набережных;

- ограниченного пользования — территории районов и микрорайонов, участки детских учреждений, школ, вузов, техникумов, культурно-просветительных учреждений, спортивных сооружений, учреждений здравоохранения, промышленных предприятий;

- специального назначения — озеленённые территории, связанные с защитой жилых районов от неблагоприятных воздействий, защитные зоны между промышленными объектами и жилой территорией, участки магистралей и улиц; территории кладбищ; питомники.

В особую категорию выделяют:

- территории памятников садово-паркового искусства;

- заповедники;

- национальные парки;

- памятники природы.

Озеленённые территории за пределами границы города входят в состав пригородной зоны и включают разнообразные по своему назначению и функциям следующие объекты:

- объекты жилой застройки пригородов, посёлков;

- участки промышленных территорий;

- пригородные леса, лесопарки;

- курорты и дома отдыха, пансионаты, санатории;

- памятники садово-паркового искусства;

- озеленённые трассы магистралей, шоссе, дорог;

- особо охраняемые природные территории (заповедники, заказники, национальные парки и др.);

- территории, отведённые под водоохранные насаждения вокруг водоёмов, ветрозащитные насаждения со стороны господствующих ветров, противоэрозионные почвозащитные насаждения на склонах, подвергаемых размыву.

Общегородские озеленённые территории должны составлять костяк планировочной организации системы озеленения. Целесообразно на стадиях градостроительного проектирования под эти объекты резервируют территории по берегам рек, водоемов, на базе существующих зелёных массивов насаждений. От рационального размещения общегородских объектов зависит общий уровень ландшафтной организации города, комфортность городской среды.

При определении мест для этих территорий исходят из планировочной структуры города, его территориальных комплексов. В селитебной зоне необходимо предусмотреть для отдыха населения и оздоровления среды районные сады и парки, парки планировочных районов, спортивные комплексы. Озелененные участки магистралей и улиц, скверы, бульвары и набережные дополняют и связывают с системой крупных звеньев — садов, парков и лесопарков.

По современным градостроительным требованиям в крупных и крупнейших городах рекомендуется включать в застройку крупные массивы растительности (500-1000 га) или «клинья», «полосы», шириной не менее 0,5 км. При формировании озелененных пространств в городе рекомендуется укрупнять массивы насаждений. Площадь таких массивов должна составлять от 10 до 40% всех озеленяемых территорий города. При этом придерживается следующих принципов:

- размещения объектов озеленения общего пользования на селитебных территориях, в общественных центрах города, на промышленных и коммунально-складских территориях, на магистралях и улицах;

- объединение в единую систему городских и загородных объектов сетью озелененных пешеходных трасс, набережных, бульваров;

- взаимосвязь городского ландшафта с рельефом окружающей местности, водоемами, застройкой, сооружениями и оборудованием благоустройства;

- включение системы озеленения в комплекс мероприятии по охране природы, оздоровлению окружающей среды.

При проектировании системы озеленённых территорий и её составляющих объектов дополнительно используют восстановленные нарушенные территории, которые, несмотря на небольшие площади, эффективны благодаря близости к жилью, общественным центрам, пешеходным путям.

Планирование системы озеленённых территорий крупного города осуществляется последовательно, сначала на уровне генерального плана города, далее плана планировочного района и затем проекта детальной планировки жилого района.

Существуют разные подходы к организации систем озеленённых территорий:

- первый, когда система озеленения имеет подчиненный характер и зависит от планировочной структуры города,

- второй, когда зеленые массивы системы формируют планировку города.

Выделяют также несколько видов размещения озелененных территорий в плане города:

1) центричное;

2) периферийное;

3) групповое, линейно-полосовое.

Центричная и периферийная структуры — система озеленения, объединяющая объекты городского и районного значения в единое целое; линейно-полосовая — дифференцированные объекты озеленения; групповая и линейно-полосовая — выделенная система районных и городских парков и лесопарков, что характерно для крупных и крупнейших городов.

4.

Проектирование системы озеленённой территории города является важной градостроительной задачей, в решении которой участвуют различные специалисты- градостроители, архитекторы, экологи, инженеры различного профиля. Градостроительное проектирование систем озеленённых территорий в городах и населенных местах осуществляется в несколько этапов или стадий. Ведётся оно на основе разработанной градостроительной документации, которая включает:

- проект региональной (или районной) планировки;

- проект планировки города, или генеральный план, на основании которого разрабатывается система озеленённых территорий города;

- проект детальной планировки (ПДП) какой-либо части города или населенного пункта, например, жилого района с сетью улиц и т.п.; на основе ПДП разрабатывается система озеленённых территорий отдельных территориальных комплексов;

- проект застройки (ПЗ) городской территории жилых микрорайонов, магистралей, площадей, общественного центра, территорий промышленных предприятий.

Проектирование системы озеленённых территорий населенного места, решается на градостроительной стадии проектирования генерального плана. Основой служит чертеж генплана города или поселка в масштабе 1:10 000 или 1: 5 000, на котором нанесены рельеф, водоемы, растительность, уличная сеть и дороги застройки всех видов. Кроме того, для составления схемы членения города или посёлка необходимы сведения о сооружениях, оборудовании. Важнейшим показателем является численность населения в настоящее время и на перспективу. Из проекта планировки и застройки берутся сведения об этажности и плотности застройки жилых районов, характере производства промышленных предприятий, балансе отдельных планировочных зон - удельный вес сооружений, дорог, застройки и свободных пространств.

На проектирование и формирование систем озеленённых территорий в городах существенное влияние оказывают:

— величина города;

- хозяйственно-промышленный профиль города;

- природно-климатические факторы.

Величину города во многом определяют состав объектов озеленения, их площадь и размеры. Чем крупнее город, тем сложнее его планировочная структура и планировка. Система озеленённых территорий определяется величиной города, размером планировочных зон. В малых городах с населением до 50 тыс. жителей селитебная территория не разделена на жилые районы. Общегородской центр находится довольно близко от жилья, часто в пределах пешеходной доступности — до 1,5 км. Загородные объекты озеленения также расположены недалеко от селитебной территории. В связи с этим в системе озеленения прежде всего выделяются:

1) микрорайонные сады;

2) городской парк;

3) скверы в общегородском центре, бульвары вдоль улиц, магистралей; озелененные пешеходные пути между микрорайонами и промышленными зонами.

В средних и больших городах — с населением 250 тыс. жителей — селитебная территория сложнее по своей структуре и включает несколько жилых районов. Основные требования к построению системы озеленения таких городов следующие:

1) устройство садов микрорайонов и садов или парков жилых районов — объектов повседневного и периодического пользования, — связанных между собой озелененными пешеходными путями, проездами, улицами;

2) устройство городского парка в центральной части города или вблизи общественного центра;

3) создание озелененных территорий вдоль рек, озер, водоемов в виде парковых полос для соединения городских насаждений с пригородными лесопарками и лесами;

4) создание объектов специального назначения в виде защитных насаждений в зависимости от наличия промышленных объектов с вредными выбросами, природно-климатических факторов, ландшафтных особенностей.

Условия проектирования системы озеленённых территорий в больших, крупных и особенно крупнейших городах — население 500 тыс. жителей и выше — более сложные.

В таких городах обычно представлены все виды объектов городского и районного озеленения, включая детские парки, территории выставочных центров, ботанические и зоологические парки, мемориальные парки, озелененные территории вузов, больниц, стадионов.

Крупные города, как правило, имеют более разветвленную сеть объектов загородного отдыха, которая представлена лесопарками, загородными парками, зонами отдыха и др.

В новых крупных городах должны быть удовлетворены запросы населения в отдыхе как в пределах города, так и в его окрестностях. Для проезда от жилья до места работы обычно затрачивается от 40 мин. до 1 ч и более; от жилья до лесопарков и зон отдыха в пригородной зоне — такое же время, а до городского парка — не более 20-30 мин.