Технологии эко-урбанизма как ответ на последствия изменения климата.

Исследование градостроительного опыта зарубежных стран показало, что планировочная городская структура, соответствующая принципам эко-урбанизма, заметно отличается от традиционной. Уникальные городские ландшафты сформированы посредством: использования смягчающих антропогенное воздействие планировочных средств, преобладания проницаемых покрытий и озеленения в общем балансе территории, применения таких специфичных ландшафтных объектов как суходолы, искусственные болота, польдеры и др. Практический зарубежный опыт исследован с применением ресурса Google map, отдельных проектов и данных приведенных на официальных сайтах исследуемых городов. Исследуется малоэтажная жилая застройка стран: США, Канады, Австралии, Германии, Англии, Голландии и Новой Зеландии.

В статье рассмотрены следующие подходы: Low Impact Design (LID) (США), Sustainable Drainage Systems (SuDS) (Англия и Уэльс), Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) (Шотландия),Water Sensitive Urban Design (WSUD) (Австралия), Best Management Practices (BMPs) (США), Stormwater Control Measures (SCMs) (США) Green (stormwater) Infrastrcuture (США) и мн.др.. Есть небольшие нюансы в том, как эти термины используются в странах происхождения, однако они объединены общим пониманием процесса управления водным балансом территории. Основные цели указанных подходов - внедрение экологозащитного градоустройства и компенсация последствий климатических изменений.

Приемы и технологии экологозащитного проектирования

Современная градостроительная политика должна соответствовать основным градостроительным ценностям: красота, смысл, свобода, удобство, экология (пирамида градостроительных ценностей А.В.Крашенинников ^[2]). Зачастую на практике не удается реализовать среду, соответствующую основным градостроительным ценностям. Традиционные модели планировочной организации застройки уделяют недостаточное внимание инженерному обустройству территории, зависящему от местных условий. Однако, внимание к местности и ее особенностям позволит архитектору сформировать устойчивое и узнаваемое объемно-планировочное решение, построенное на основе технологий экологического урбанизма. В таком подходе на уровне планировочной организации застройки могут быть заложены решения обеспечивающие: экологическое благополучие, устойчивую инженерную подготовку и смягчение последствий климатических изменений см. рис.1. В статье под климатическими изменениями понимаются локальные климатические изменения, последствия которых могут быть компенсированы средствами планировочной организации территории. К последствиям таких изменений относятся: аридизация, поднятие уровня мирового океана, изменение годового стока, нарушение микроклимата, затопление, подтопление и др.

Рис.1.Экологозащитное проектирование LowImpactDesign (LID) ^[11] .

На основе анализа рекомендаций (WSUD, LID, SUDS BMP и т.д.) выявлено, что при проектировании экологозащитных ландшафтов в структуре городских территорий следует принимать во внимание: водосбережение, эстетичность, функциональность, рациональность, вовлеченность жителей и т.д., подробное описание требований к экологозащитным ландшафтам представлены в таблице №1.

В процессе эксплуатации экологозащитных ландшафтов происходит естественная очистка дождевой воды, сбор и использование для полива городского озеленения. Растения и элементы благоустройства в системе экологозащитного проектирования играют важную роль в создании устойчивого городского ландшафта. Следует уделить внимание, при создании экологозащитных ландшафтов, использованию озеленения с применением подобранного видового состава макрофитов, фитонцидов и других разновидностей растений, способствующих поддержанию экологии и самоочищения ландшафтов.

Требования к экологическим ландшафтам WSUD ^[12]. Таблица 1.

Отличительной особенностью современного экологозащитного проектирования городских территорий является внимание к гидрологическому циклу. На рис.2 показан гидрологический цикл в естественных условиях при традиционном и экологозащитном градостроительном проектировании. В естественных условиях большая часть дождевой воды впитывается в грунт и в дальнейшем деревья медленно испаряют воду в атмосферу, формируя микроклимат с комфортной влажностью. И лишь незначительная часть дождевой воды образует поверхностный сток. При традиционном подходе к организации городской среды твердые покрытия впитывают незначительную часть дождевой воды, которая быстро испаряется с поверхностей и способствует формированию сухого микроклимата застройки. Большая часть дождевой воды образует поверхностный сток, который необходимо отводить от застройки. При экологозащитном проектировании используются методы управления дождевой водой, направленные на сокращение объема и снижение загрязнения поверхностного стока на городской территории. Основной принцип водосберегающего подхода - это очистка и локализация поверхностного стока в месте его образования с дальнейшим использованием дождевой воды ^[11]. Как показано на рис.2. экологозащитный подход (напр. WSUD) позволяет приблизить городской ландшафт к природному гидрологическому циклу, что способствует формированию благоприятного микроклимата застройки и компенсации последствий климатических изменений.

Устройство городской среды, где воссоздаются основные природные процессы восстановления и регенерации ее элементов, в последнее время становится очень популярным подходом среди зарубежных специалистов. При экологозащитном подходе создается уникальная городская среда, построенная на естественных законах регулирования водного баланса территории, что в свою очередь зависит от увеличения процента озеленения и проницаемых покрытий, применения экологозащитных ландшафтов и продуманной вертикальной планировки, применения планировочных схем, снижающих антропогенное воздействие на ландшафт и т.д.

Рис2. Влияние развития застройки на водный баланс территории ^[13].

История развития принципов эко-урбанизма и практический опыт отдельных стран:

Экспансия урбанизированных территорий в 1970-х гг. привела к экологическим проблемам, деградации рек, увеличению объема поверхностного стока и снижению его качества. В конце 1970- х гг. начался активный процесс практического внедрения сооружений, управляющих поверхностным стоком (напр. дождевой пруд в Калгари Канада 1979г.).

В середине 1990-х гг. на Западе появилась теория ландшафтного урбанизма, согласно которой структура городов определяется факторами ландшафта в большей степени, нежели архитектурой (Питер Коннолли, Чарльз Вальдхайм и др.) ^[5]. Джеймс Корнер ^[7], автор эссе "Terra Fluxus" идентифицировал пять общих идей (в переводе автора), которые важны для использования ландшафтного урбанизма:

1)горизонтальность – предпочтение вертикальным структурам горизонтальных связей в ландшафте;

2)инфраструктура - меньший акцент на традиционную (жесткую) городскую инфраструктуру, такую как дороги и аэропорты, вместо этого более органичное использование (мягкой) инфраструктуры;

3)формализация процесса – идея о том, что структуры должны возникать из большего, чем их физическая оболочка и форма;

4)методы - тех, кто практикует идею ландшафтного урбанизма, должны быть приспособлены к окружающей среде, в которой они используются;

5)экология - идея, что наши жизни переплетаются с окружающей средой вокруг нас, и мы должны уважать это, создавая городскую среду.

Впоследствии появились близкие по значению понятия Экологический Урбанизм и Устойчивый Урбанизм.

Рис.3. Пример планировочной организации территории малоэтажной жилой застройки. Слева выделены проезды, справа места размещения экологозащитных ландшафтов, которые принимают сток с проездов и регулируют гидрологический режим территории. Данный пример иллюстрирует утилитарный подход к размещению экологозащитных ландшафтов без учета возможности интеграции экологозащитных ландшафтов в систему пешеходных пространств района.

По началу экологозащитные ландшафты размещали, используя традиционную ортогональную планировочную структуру, а дождевые пруды и искусственные болота ограждали (рис.3), но впоследствии произошла интеграция экологосберегающих технологий в городскую среду и ландшафт. Усложнение градостроительного проектирования связано с внедрением экологозащитных технологий, которые влияют на планировочную организацию территории, качество и устойчивость городской среды. В процессе развития концепции экологического урбанизма и возможностей инженерной подготовки территории стали совмещать инженерные функции экологозащитных ландшафтов с социальными и эстетическими. Что позволило создавать уникальные городские ландшафты, адаптированные к условиям местности и возможным климатическим изменениям. При развитии подходов к планировочной организации городских ландшафтов и подключении в этот процесс ландшафтных архитекторов и градостроителей городская среда многих городов стала меняться. Анализ опыта организации застройки многих стран говорит о возможных перспективах развития отечественного градостроительства.

Сегодня сформировались общие требования к экологозащитным ландшафтам, основанные на принципах ^[13]:

• элементы управления поверхностного стока должны интегрироваться в городскую среду быть частью пейзажа и способствовать устойчивому развитию;

• управление поверхностным стоком должно включать восстановление дождевых вод и использование свойств городского ландшафта. Важно использовать широкий спектр экологозащитных ландшафтов при проектировании городской среды;

• улучшение качества воды, перемещаемой по территории, применение дренажа и подпитка водных объектов;

• минимизация интенсивности событий затопления и подтопления, управление количеством воды.

Несомненным достижением концепции эко-урбанизма является интеграция градостроительных, инженерных и дизайнерских решений при создании городского ландшафта. Усложнение планировочных подходов - естественный процесс развития градостроительной науки в целом.

США И КАНАДА

Подробно рассмотрен опыт строительства США ^[14] в нескольких штатах Флорида, Вирджиния, Мериленд, Северная Дакота, городах: Фарго, Фредерик, Фредиксберг, Майями, Мельборн и др. Применение водосберегающих технологий (LID) позволило сформировать экологические каркасы жилой застройки, отвечающие природным и климатическим условиям местности. Экстенсивное малоэтажное жилое строительство ^[22] США в 70-80х годах XX-го столетия дало толчок развитию принципов экологозащитного проектирования, особенно вопросам водосбережения, защиты от затопления и подтопления. Новая застройка Американских городов отличается четкой ортогональной планировочной сеткой городских магистралей, шаг которых в среднем составляет 1.5 км. Межмагистральное пространство организовано с учетом форм мезо-рельефа. Применение «живописной» планировочной структуры способствует: сокращению площади непроницаемых покрытий до 15%, сокращению затрат на вертикальную планировку, интеграции экологозащитных ландшафтов. Плотность новой малоэтажной жилой застройки значительно ниже по сравнению со старой застройкой. Процент озелененных территорий общего пользования (включая площадки для занятий спортом и отдыха, экологозащитные ландшафты) достигает около 25% в отличие от старой застройки (с ортогональной квартальной структурой) около 3-6%.

В новой застройке созданы условия для формирования благоприятного микроклимата и идентичности городского пространства, процент озеленения значительно превышает традиционно принятые нормы, экологозащитные ландшафты интегрированы с внутриквартальными пешеходными пространствами и т.д. Различные климатические и природные условия США способствовали формированию принципов создания экологозащитных ландшафтов, отвечающих особенностям отдельных штатов. Например, в штате Флорида (рис.4.) активно решаются вопросы, связанные с водопонижением и защитой от затопления.

Рис.4. США шт.Флорида г.Майями, США шт. г.Северная Дакота г.Фарго.

Проектные решения, учитывающие гидрологический цикл, сформировали неповторимый ландшафт таких городов как Майями и Мельборн. В городскую ткань включено большое количество искусственных водоемов, образованных в результате намыва территории под застройку. Решение задач, связанных с инженерной подготовкой территории, способствовало созданию выразительной композиции городской застройки. Вокруг водоемов сгруппированы участки частных жилых домов, практически каждое домовладение имеет выход к водному пространству. Городская ткань схожа с губчатой структурой, поры которой образованы пространствами общего пользования и водоемами внутри жилых групп.

Интересным примером в планировочной организации жилой застройки является город Фарго штат Северная Дакота. Местные климатические и природные условия также повлияли на подход к организации городских территорий. Город окружен хорошо дренированным ландшафтом, в планировочной структуре новой застройки предусмотрены территории для пропуска паводковых вод и их абсорбции. Вдоль магистральных пространств размещены искусственные болота с высшей водной растительностью, которые накапливают, абсорбируют и очищают сток с дорожных покрытий. Сходные ландшафты сформированы в г. Фредиксбрег (шт.Мериленд) и г. Фарго (шт.Виктория), в городскую структуру включены искусственные болота, абсорбирующие ландшафты и водопропуски. Экологозащитные ландшафты скомпонованы с площадками спорта и отдыха, формируют внутриквартальные пешеходные пространства.

Также в исследовании рассмотрены фрагменты застройки канадских городов: Эдмонтон, Калгари, Виннипег и Саскачеван (провинций Альберта и Манитоба). Необходимо отметить, что развитие экологозащитного проектирования в Канаде во многом перекликается с планировочным опытом США. При анализе планировочной структуры новой застройки рассматриваемых городов выявлена также как и в США, четкая ортогональная сеть городских магистралей с шагом 1.5 км. Межмагистральное пространство также имеет живописную структуру, но для Канады характерно не столь частое применение тупиковых проездов, как для США, чаще местные проезды формируют петли в планировочной структуре микрорайона. Экологозащитные ландшафты являются композиционной основой планировочной организации территории. Пешеходные пространства формируются на базе экологозащитных ландшафтов. В планировочной организации экологического каркаса территории отслеживается стратегия управления водными ресурсами территории.

Рис 5.Канада г.Калгари, г.Эдмонтон.

АВСТРАЛИЯ И НОВАЯ ЗЕЛАНДИЯ

Большое значение для Австралии ^[15] имеют решения, направленные на водосбережение при проектировании городской среды. Неравномерное распределение годового стока привело к созданию своеобразных форм водосберегающих ландшафтов, например, «Weston creek stormwater reticulation network» в Канберре, цель этого проекта в использовании дождевой воды для полива социально значимых озелененных территорий (спортивных площадок). В Канберре существует пруд для накопления дождевой воды North Weston. Основное назначение этого пруда - контроль и защита реки Молонло от загрязнения поверхностным стоком. Предполагается использование воды из пруда North Weston для полива 90 га. озелененных территорий. По программе Water Smart Australia построены пруды вдоль дорог, что позволило добиться улучшения качества ливневых вод. Создана система прудов, объединенных в единую сеть по сбору дождевой воды. В функцию сети (Weston Creek stormwater reticulation network) входит сбор, хранение, очистка и передача воды для полива социально значимых объектов. Эта сеть используется для подпитки водоносных горизонтов, подземного хранения и использования в пик поливочного сезона. Проект «Weston creek stormwater reticulation network» также направлен на защиту гидротехнических объектов и водных ландшафтов, их рекреационных возможностей, среды обитания, повышения качества городского ландшафта. А также защиту от паводков и экономию питьевой воды.

В феврале 2017 года вышел проект «Act healthy waterways basin project consultation report» (см. рис.6), согласно которому сообщается, что на внедрение водосберегающих технологий в городскую среду Канберры будет потрачено 93 млн. долларов. Запланировано создание: водоемов, водно-болотных угорий, дождевых садов, каналов, восстановление малых рек и ручьев. Проект посвящен экологической реабилитации существующих территорий, внедрению водосберегающих технологий в сложившуюся городскую застройку.

Рис.6. Фрагмент проекта «Acthealthywaterwaysbasinprojectconsultationreport» в г.Канберра (Австралия) по интеграции экологозащитных ландшафтов в городскую среду.

Рис.7. Фрагмент малоэтажной жилой застройки город Мельбурн (Австралия).

Примером создания планировочной структуры на основе экологозащитных ландшафтов является новая застройка г.Мельбурн (рис.7). В структуре малоэтажной жилой застройки сформированы экологозащитные ландшафты с водосберегающей функцией. Во многом новая застройка Мельбурна перекликается с опытом экологозащитного проектирования применяемого в США и Канаде. Застройка сформирована вокруг природного каркаса, в который интегрированы экологозащитные ландшафты: пруды, искусственные болота, польдеры, зеленые траншеи и т.д.

Застройка городов Веллингтона и Окленда в Новой Зеландии преимущественно малоэтажная. В городскую структуру интегрированы фрагменты природного каркаса. В отличие от США, Канады и Австралии планировочная структура городских магистралей новозеландских городов имеет меньшую плотность и четкость. Городской ландшафт Окленда отличается выраженным рельефом, планировочная структура «пронизывается» элементами природного комплекса, образующими балочно-русловую сеть: балками, ручьями и малыми реками и т.д. Развитие LID принципов в Велингтоне ^[11] связано с освоением новых территорий, т.н. «Захват Длинной Бухты». Изначально к освоению этих территорий был применен экологозащитный подход. На уровне стратегии землепользования (land use strategy) города выделены отдельно территориальные зоны - Stormwater managment, см.рис.8. Проведена подробная оценка существующего гидрологического цикла и орографических особенностей территории. Особое внимание было уделено оценке формирования ливневых потоков на территории. Выделены зоны, защиты и управления поверхностного стока. Природный каркас Велингтона сформирован водными ландшафтами (эстуарии, гавани, долины балок и рек, озера, побережья); благополучие этих территорий напрямую зависит от качества поверхностного стока. Особое внимание было уделено ресурсам территории, которые следует учитывать при проектировании: естественные формы рельефа, водноболотные угодья, поляны, прибрежные зоны, почва, растительность.

Рис.8. Пример градостроительного зонирования (LandZoning) на основе экологозащитного подхода в г.Веллингтон Новая Зеландия.

Также в Велингтоне ^[16] на основе WSUD выстроено зонирование территории (Land Zoning). Характеристики землепользования сильно влияют на выбор параметров экологозащитных ландшафтов при проектировании элементов городской среды. В рекомендациях приведены различные объекты WSUD, подходящие для разных функциональных зон Велингтона, с целью восстановления гидрологического режима городского ландшафта. В руководстве приведены приемы по водосберегающему проектированию для различных территориальных зон Велингтона, которые способствуют формированию устойчивой городской среды. Даны рекомендации на уровне ландшафтного дизайна, благоустройства и инженерной подготовки территории.

При оценке космоснимков новой застройки Окленда выявлены территории, организованные на основе экологозащитного подхода, особый интерес представляют районы находящиеся в процессе строительства (рис.9), на которых производятся земляные работы. Можно отследить формирование рельефа застройки на этапе геопластики. Вся вертикальная планировка построена с учетом управления и восстановления поверхностного стока на территории. В планировочную структуру включены ландшафты, управляющие поверхностным стоком.

Рис.9. Процесс формирования рельефа и экологозащитных ландшафтов малоэтажной жилой застройки в г.Окленде.

Страны Евросоюза: Великобритания, Нидерланды, Германия.

Последние прогнозы изменения климата в Великобритании ориентируют на то, что во всех районах становится теплее и в летний и зимний периоды; в годовом количестве осадков мало изменений, но больше их будет зимой, лето будет более засушливым; уровень моря будет расти повсеместно, но более заметно на юге ^[17]. Развитие экологозащитного проектирования в Великобритании началось в конце 1980-х годов, а в 1992 году появилась серия руководств Scope для контроля за городским стоком ^[18]. В течение 1990-х годов приняты рекомендации SUDS (stormwater urban design sistem). В 2000, были выпущены два отдельных руководства по дизайну: один для Шотландии и Северной Ирландии, а также в Англии и Уэльсе ^[19] (RSuDS - Rural Sustainable Drainage Systems). В 2004 году опубликованы рекомендации по устройству устойчивых систем дренажа (CIRIA, 2004 - Construction Industry Research and Information Association). Документы CIRIA между 2000 и 2004 годами теперь значительной степени заменены Руководством SUDS (Woods-Ballard et al., 2007a). Эти рекомендации предоставляют информацию для всех аспектов внедрения принципов SUDS от градостроительного планирования и объемного проектирования до строительства и управления. В Приложение SuDS для городов и районов Великобритании собраны примеры экологозащитных практик, представленные в CIRIA ^[20].

Интересным проектом внедрения водосбергающих технологий на градостроительном уровне является - NW Bicester Masterplan, концепция опубликована в мае 2014 года (рис.10). Это район новой жилой застройки, прилегающий к северо-западным границам старого Бицестера провинция Оxфордшир Англия. В планировочную структуру интегрированы существующие ландшафты, регулирующие водный баланс территории: береговая полоса, пруды и канавы, которые составили экологический каркас планируемой территории. Социальная инфраструктура и пешеходные пространства органично вписаны в экологический каркас. Существующие канавы станут частью сооружений SUDS, которые управляют поверхностным стоком. NW Bicester минимизирует потребность в воде через включение комплексного водосберегающего подхода по сокращению потребления питьевой воды и включение сбора и повторного использования дождевой воды. Применение стратегии SUDS также позволит создать новые коридоры и пространства для дикой природы, включающие водно-болотные угодья, пруды с разнообразной флорой и фауной, создавая ценные открытые районы, улучшая местную водную среду и микроклимат застройки. Экологический каркас будет состоять из цепей, связанных компонентов SUDS, которые дополняют друг друга, например - дождевые сады, пористые покрытия, дождевые пруды, зеленые канавы и т.д.

Рис.10 NW Bicester Masterplan эколого-рекреационный каркас.

Нидерланды - страна с уникальными ландшафтами, образованными в результате осушения территорий. Опыт управления водными ресурсами Нидерландов очень важен для затапливаемых территорий. Изменение климата одна из важнейших проблем для Нидерландов, т.к. при поднятии уровня моря городские ландшафты могут быть затоплены.

Рис.11.История развития применяемых водопонижающих мероприятий в Нидерландах, в зависимости от повышения уровня моря ^[21].

Последовательность все более мощных вмешательств, связанных с регулированием уровня воды, привела к постепенному опусканию низменных районов Нидерландов, в то время как уровень моря постепенно повышается (рис.11). История управления водными ресурсами в Нидерландах началась еще до нашей эры, были обнаружены плотины, шпунтовые сваи и водопропускные трубы, которые являются мероприятиями по управлению водными ресурсами. Еще в те времена создавались искусственные жилые холмы, называемые терпами. Постепенно это привело к сложной мозаике рек, каналов, озер и (запруженных) устьев рек, чередующиеся с системой канав, городских каналов и канав. Сложная система управления водным ресурсами на уровне страны отразилась на планировке городов и городской среды.

В связи с тем, что Роттердам ^[12] находится на 2 метра ниже уровня моря, город окружен дамбами и имеет сложную насосную систему, которая защищает город от наводнений. До сих пор, стратегии управления водными ресурсами рассматривали воду в первую очередь как внешнюю угрозу, сосредоточив внимание на безопасности. Это изменилось в 2007, когда стало очевидным, что Роттердам может серьезно пострадать от изменения климата (повышение уровня моря; наводнения вызванные увеличением количества осадков). Для Роттердама разработан Waterplan 2 (рис.12), всеобъемлющий совместный подход к пространственному планированию и управлению водными ресурсами. Вода в городе Роттердам может быть главной достопримечательностью, и теперь, благодаря Waterplan 2, появились дополнительные возможности по использованию воды в городской среде, внимание сосредоточено на стратегии управления, обеспечивающей безопасность и повышение эстетических качеств городского пейзажа. Одним из наиболее инновационных решений, используемых в городе Роттердам, является Water Square. Предложенное De Urbanisten и студией Marco Vermeulen решение способствует повышению качества общественного пространства за счет использования стратегии управления поверхностным стоком. Во время сухих периодов площадь используется в качестве открытого пространства, а во время сильных дождей площадь используется для временного хранения дождевой воды.

Рис12. Waterplan 2,Роттердам, белым цветом выделены места локализации поверхностного стока, иллюстрация © MunicipalityofRotterdam.

Рис.13. Площадь воды, предложенное De Urbanisten и студии Marco Vermeulen, иллюстрация © De Urbanisten.

Конструкция экспериментальной Water Square (площадь временного удержания воды) включает в себя спортивную и игровую площадки. Площадь расположена на 1 метр ниже уровня окружающей поверхности и со всех сторон есть возможность подхода и осмотра, пространство делится на различные уровни (рис. 13). Предусмотрено, что во время сильного дождя площадь будет заполняться водой и кратковременно удерживать объем воды около 1000 м3. После того как дождь заканчивается, вода остается еще в течение нескольких часов, а затем медленно сбрасывается в канализационную систему Роттердама.

Рис.14.Планировочная организация застройкижилого комплекса Trabrennbahn Farmsen, по проекту Kontor Freiraumplanung в г.Гамбург, иллюстрация © Kontor Freiraumplaning Muller + Tradowski.

Интересным примером интеграции технологии WSUD (water sensitive urban design) в градостроительную практику является жилой комплекс Trabrennbahn Farmsen в г.Гамбург Германия (рис.14), построенный по проекту Kontor Freiraumplanung на месте бывшего ипподрома. Вся территория жилого района запроектирована как пешеходная зона. Многоуровневые автопарковки расположены на внешней границе комплекса. Пешеходный променад соединяет здания внутреннего и внешнего овалов и формирует привлекательные площадки для игр и отдыха. Параллельно с этой «набережной», расположены линейные водные каналы, обеспечивающие функционирование экогозащитных ландшафтов. Жилой комплекс Trabrennbahn Farmsen расположен между водотоками Wandse, Berner Au и Osterbek, у участка сложная геология, состоящая из песчаной почвы над слоями суглинка и глины, что создает преграду для инфильтрации и способствует заболачиванию территории. Проектировщики предусмотрели открытую систему для удержания ливневого стока в виде каналов, которые подчеркивают форму бывшего ипподрома и улучшают микроклимат нового жилого района. Все ливневые стоки с улиц и крыш зданий собираются в системе, состоящей из озелененных траншей два метра в ширину, искусственно сформированных каналов ливневых вод и двух накопительных прудов. Озелененные траншеи в сухом состоянии работают как пешеходные пространства. Ливневые каналы собирают воду из озелененных траншей. Обвалование каналов способствует стабилизации уровня воды с целью обеспечения эстетических качеств городской среды (рис.15.). Когда уровень воды превышает отметку обвалования, вода переливается в накопительные пруды. Перелив из прудов направляется в водоем Hopfengraben, а оттуда в поток Osterbek. Экологозащитные ландшафты накапливают воду и поддерживают биотопы, а также способствуют восстановлению дождевой воды.

Рис.15. Экололгозащитный ландшафт жилого комплекса Trabrennbahn Farmsen ©.J.Gerstenberg.

***

Интеграция водосберегающих технологий в городское пространство сложный процесс, требующий комплексного подхода в проектировании и реализации экологозащитных ландшафтов. Размещение экологозащитных ландшафтов городской структуре может регламентироваться в документации по территориальному планированию и градостроительному зонированию, а детально разрабатываться на уровне ландшафта и малых архитектурных форм. Проектирование территории на основе принципов эко-урбанизма предусматривает интеграцию экологозащитных ландшафтов в планировочную структуру, способствуя формированию городской среды устойчивой к последствиям климатических изменений. Примером тому может быть новая застройка США, Канады, Австралии и Новой Зеландии. Подход к интеграции экологозащитных ландшафтов в планировочную структуру городских территорий может быть обусловлен не только утилитарными целями, но использоваться как инструментарий создания уникальной городской среды. При определенных условиях в существующую городскую среду также могут быть интегрированы экологозащитные ландшафты и водосберегающие технологии (опыт Австралии).

На основе изучения технологий эко-урбанизма, внедренных в градостроительной практике многих стран обозначен широкий спектр решений, которые вносят разнообразие в городскую среду и повышают устойчивость ландшафта. Такой подход к градоустройству весьма интересен и для отечественной градостроительной практики. Многие отечественные исследователи отмечают актуальность внедрения технологий связанных с регуляцией гидрологического цикла ^[6,8] и использования природных ресурсов территории ^[9] при планировании застройки, а также внедрения зеленых экологических стандартов ^[10].

Интеграция экологозащитных ландшафтов в городскую ткань.

В результате анализа зарубежного опыта реализации проектов застройки на основе водосбергающих технологий и рекомендаций по проектированию составлен перечень сооружений, управляющих водным балансом на территории городов. Сооружения систематизированы по их регулирующим функциям (практикам): накопительная, водопонижающая, абсорбирующая, направляющая (см., табл.2) ^[3,4].

Систематизация экологозащитных технологий по видам практик и планировочной структуре, таблица 2.

Многие экологозащитные приемы легко интегрируются в базовые прототипы городского пространства. Интеграция экологозащитных (управляющих водным балансом) ландшафтов и сооружений в городскую ткань создает специфические формы городских ландшафтов. Присутствие человека в непосредственной близости к экологозащитным ландшафтам повышает требования к безопасности, комфорту и композиционной организации таких ландшафтов. Также появляется новое понимание общественных городских пространств, которые выполняют экологозащитную функцию.

Согласно теории средовых комплексов в городской среде важно различать четыре базовых типа мезо-пространств, отражающие традиционные формы жизни горожан: двор, сквер, улица и переулок ^[1]. Прототипы базовых мезо-пространств – это пространственные схемы организации городского пространства. Предлагается рассмотреть планировочные приемы и технологии, дополняющие схемы организации мезо- пространств в малоэтажной жилой застройки в целях создания уникальных и эко-устойчивых градостроительных решений.

Предложен способ интеграции экологозащитных ландшафтов в городскую среду на основе внедрения технологий экологического урбанизма, как нового этапа в развитии городов (Ч.Лэндри).

Двор – пространство постоянного персонального контроля. Важным условием психологического комфорта является некоторая изолированность, ограничение транзитного движения, безопасность для детей и защита от шума ^[1]. Изученные зарубежные примеры показали, на сколько успешно может быть объединение дворовых пространств с экологозащитными ландшафтами, создается уникальный и устойчивый городской ландшафт. В дворовых пространствах могут реализовываться следующие функции регуляции водного баланса территории: водопонижение, абсорбирование, накопление. Сток, который образуется на территории двора, может быть локализован в его границах, а также следует предусматривать перемещение стока за пределы дворового пространства в пиковые паводковые периоды. Важно воссоздать природные свойства ландшафта по регуляции водного баланса на городской территории и сократить время перемещения поверхностного стока по твердым поверхностям планировочными средствами. Бессистемное перемещение ливневых вод по городским поверхностям крайне негативно сказывается на состоянии городского ландшафта.

Следует уделить внимание планировочной организации дворового пространства, удовлетворяющего потребностям местных жителей и соблюсти условия функционирования экологозащитных ландшафтов. Соответственно, значительными факторами, влияющими на планировочную организацию дворового пространства, при экологозащитном проектировании, являются: площадь двора, наличие транспортных сооружений, соотношение покрытий, вертикальная планировка, возможность разместить деревья, накопление дождевой воды для полива, объем стока, геологические особенности и др. Наиболее опасным загрязнителем поверхностного стока является транспорт, поэтому создание дворовых пространств без доступа транспорта наиболее благоприятное решение с точки зрения экологического благополучия. При решении дворового пространства следует определиться с размещением ландшафтов водопонижающего, накопительного и абсорбирующего назначения. В случае необходимости следует организовывать буферную зону - территорию, которая смягчает антропогенное воздействие на экологозащитные ландшафты и активирует процессы самоочищения. В первую очередь к экологозащитным ландшафтам, размещаемым во внутри дворовых пространствах выдвигаются следующие требования: безопасность, эстетичность и компактность.

Водопонижающая функция при решении дворовых пространств реализуется путем повышения отметок застраиваемых участков за счет местного грунта, путем создания водоемов или затапливаемых низин, например, штат Флорида США, Роттердам Нидерланды и др. Необходимо создать условия отвода стока и грунтовых вод от застройки. Свой вклад в водопонижение на территории дворового пространства вносит высадка деревьев, многие породы за счет эвапотранспирации способствуют значительному снижению уровня грунтовых вод и увлажняют воздух в дворовом пространстве. В пределах дворовых территорий рекомендуются следующие мероприятия по водопонижению: высадка деревьев, подсыпка территории, организация водоемов за счет перемещения грунта. Кроме того, следует предусматривать и инженерные мероприятия по откачке излишних вод в пиковые периоды.

Накопительная функция связана с размещением специальных сооружений, временно удерживающих сток после экстремальных ливней. Наиболее предпочтительно применение временно затапливаемых низин - польдеров (extended detention dry pond), так как они не требуют ограничивающих режимов эксплуатации и беспрепятственно блокируются с площадками различного назначения. В период отсутствия дождей польдеры выполняют рекреационную функцию. Следует предусматривать резервуары для сбора дождевой воды, которая могла бы использоваться для полива дворового озеленения.

Абсорбирующая функция связана с соблюдением баланса непроницаемых поверхностей и размещением ландшафтов, способствующих переводу поверхностного стока во внутренний. Предпочтительно использовать во внутридворовом благоустройстве пористые поверхности. Из экологозащитных ландшафтов наиболее предпочтительно размещение: дождевых садов, дождевых плантаторов (storm water planter), поглощающих бассенов (infiltration basins), пересыхающих прудов (wet ponds), понижений рельефа (depression storage) и др.

Направляющая функция – следует предусматривать возможность на случай экстремального паводка отводить излишние объемы воды за пределы двора, наиболее предпочтительный экологозашитный ландшафт - сухое русло.

Сквер - пространство временного публичного контроля ^[1]. Формируется вокруг небольших открытых участков без транзитного движения, окруженных зелеными насаждениями. Пространственная структура сквера строится вокруг центральной площадки и формируется средствами ландшафтной архитектуры: геопластикой, разнообразными зелеными насаждениями, водными поверхностями, крупными деревьями. В системе экологозащитного проектирования значительное внимание уделено скверам, так как эти пространства подходят для самого широкого спектра экологозащитных ландшафтов. Расположение прудов, искусственных болот, использование естественных форм рельефа и т.д., позволяют сформировать неповторимые места, обладающие способностью регулировать микроклимат и управлять поверхностным стоком. Применение накопительных, абсорбирующих, водопонижающих ландшафтов в скверах имеет большое эстетическое и инженерное значение. Внедрение таких ландшафтов не должно противоречить назначению общественного пространства, они должны выполнять не только экологозащитную функцию, но иметь эстетический и рекреационный потенциал. Сквер – пространство с высокой антропогенной нагрузкой, что влияет на подбор экологозащитных ландшафтов и параметров их буферных зон. В зависимости от площади водосбора, характера покрытий и других физических факторов определяются параметры экологозащитных ландшафтов. Особое внимание уделяется буферной зоне, которая защищает ландшафты от антропогенной нагрузки и активирует процессы самоочистки. Согласно изученному опыту городская среда, построенная с применением эко-урбанистических принципов, может быть динамичной, что достигается путем рациональной планировочной организации, эстетизации водных потоков в городе и инженерным расчетом. Временные водоемы и дождевые потоки разнообразят и дополняют городскую среду, во время дождя некоторые ландшафты, площади или сухие низины, могут временно затапливаться. Важным параметром, при выборе экологозащитных ландшафтов является качество и количество поверхностного стока, т.к. такие ландшафты в сквере (в отличие от дворового пространства) могут аккумулировать сток с проезжих частей улиц и временных парковок.

Водопонижающая функция - целесообразно применение следующих мероприятий: высадка деревьев, повышение отметок и организация водоемов за счет перемещения грунта, прокладка дренажных канав и водоотводящих каналов. Использование инженерных мероприятий по откачке воды в пиковые периоды.

Накопительная функция скверов связана с размещением специальных сооружений, временно удерживающих сток после экстремальных ливней. Наиболее предпочтительно применение следующих ландшафтов: дождевых прудов, бассейнов длительного удержания и польдеров (extended detention dry pond), пересыхающих прудов длительного удержания воды (extended detention wet pond), областей биозадержания с высшей водной растительностью, площади воды (water square).

Абсорбирующая функция на территории скверов обеспечивается применением: проницаемых покрытий (porous pavement), поглощающих бассейнов (infiltration basins), искусственных болот (constructed wetland), пересыхающих прудов с дренажным слоем (wet ponds), дождевых садов; плантаторов (storm water planter), понижений рельефа с дренирующим слоем (depression storage).

Направляющая функция - в планировочную организацию территории сквера могут органично включаться следующие линейные ландшафты: суходол (grass swales), биодренажная траншея (wetland swale), сухое русло и др.

Переулок - пространство временного персонального контроля. Формируется вдоль проходов и проездов между домами. В функциональном плане важным дополнением к публичному пространству служат места парковки автомобилей, места расположения площадок коммунального назначения, технические сооружения инженерной инфраструктуры ^[1]. При анализе застройки установлено, что мезо-пространства «переулки» дополнены экологозащитными ландшафтами, которые служат для пропуска паводковых вод из тупиковых и кольцевых проездов, способствуют сокращению затрат на инженерную подготовку территории (см. табл.3). Устраиваются по типу линейных пространств с проницаемым газонным покрытием, хорошо дренированы. Такие переулки используются как дополнительные пешеходные связи или велосипедные дорожки, а во время паводка обеспечивают пропуск потоков воды. При создании системы управления поверхностным стоком на территории переулки не только направляют дождевую воду, но и обеспечивают возможность принятия воды с проездов. Функцинальное назначение экологозащитных ландшафтов - направление и перемещение поверхностного стока с замедлением и частичным поглощением. Такие ландшафты устраиваются в защитных зонах линейных инженерных коммуникаций, санитарно-защитных зонах. Геометрические параметры экологозашитных ландшафтов, расположенных в переулках, определяются объемом пропуска паводковых вод с прилегающих территорий. При необходимости «переулки» могут объединять в единую сеть разнообразные экологозащитные ландшафты, способствуя формированию экологического каркаса городских территорий.

Водопонижающая функция переулков обеспечивается размещением дренажных канав, лотков, высадкой полосы деревьев.

Абсорбирующая функция переулков реализуется при применении проницаемых покрытий, фильтрующих полос (filter strips), поглощающих канав (Infiltration tranches).

Основная функция переулков направляющая, предпочтительно применение следующих экологозащитных ландшафтов: суходол (grass swales), биодренажная траншея (wetland swale), сухое русло, лотки и т.д.

Улица - пространство постоянного публичного контроля. Формируется на основе концентрации объектов общественного назначения. Совмещение экологического каркаса с объектами и площадками общественного назначения формирует улицы с пешеходным и велосипедным движением. Согласно исследованному опыту участки объектов общественного назначения, спортивные площадки и т.д. блокируются с экологическим каркасом, формируя при этом пешеходные зоны внутри меж магистральных пространств. В LID-территориях в пространства улиц могут быть внедрены экологозащитные ландшафты: направляющие, водопонижающие, абсорбирующие. При размещении экологозащитных ландшафтов в профиле улиц важно учесть их компактность с целью сохранения целостности уличной застройки.

Водопонижающая функция улиц связана с размещением дренажных канав, полос деревьев, водоотводных каналов.

Абсорбирующая функция улиц обусловлена соблюдением баланса непроницаемых поверхностей и размещением ландшафтов, способствующих переводу поверхностного стока во внутренний. Размещение компактных дождевых садов, дождевых плантаторов, фильтрующих полос (filter strips), поглощающих канав (Infiltration tranches), биодренажных траншей.

Для реализации направляющей функции следует предусмотреть возможность на случай экстремального паводка отводить излишние объемы воды за пределы улиц, предпочтительно применение укрепленных канав, лотков, сухих русел, суходолов и др.

* * *

В результате исследования современного мирового опыта градостроительной организации малоэтажной жилой застройки на основе внедрения принципов эко-урбанизма предложены следующие рекомендации:

- внедрение в застройку новых планировочных элементов (ландшафтов многофункционального назначения, регулирующих водный баланс территории) экологозащитных ландшафтов;

- создание экологического каркаса территории на основе применения базовых моделей городских пространств (двор, улица, переулок, сквер) с учетом формирования пешеходных связей. Экологический каркас при определенных инженерно-планировочных условиях может совмещаться с пешеходными и рекреационными пространствами;

- применение планировочной структуры и поперечных профилей улиц и проездов, позволяющих снизить площадь непроницаемых покрытий. Максимальное сохранение естественных форм рельефа при разбивке сети улиц и дорог местного значения ( в т.ч. жилые улицы, местные проезды);

- вертикальная планировка подчинена процессу восстановления (очистки) ливневых вод на территории, аккумуляции стока в пределах экологозащитных ландшафтов. Организация рельефа, активирующего процессы самоочищения на территории;

- последовательное соединение экологозащитных ландшафтов различного назначения (многообразие практик) в единый экологический каркас на основе планировочных и инженерных связей;

- повышение устойчивости системы городского озеленения на основе использования свойств экологического каркаса.

Помимо застройки экологозащитные ландшафты интегрируются в пространства общегородского значения: природный комплекс, межквартальные пространства (пропуски большого объема паводковых вод с сопредельных территорий, селепропуски и т.д.). На указанных территориях также применяются направляющие, водопонижающие, абсорбирующие и накопительные ландшафты.

Отдельным блоком стоит рассмотреть автомобильное хозяйство, которое имеет значительное влияние на качество и количество поверхностного стока. Помимо городской ткани экологозащитные ландшафты широко используются в поперечных профилях магистралей, транспортных площадях, развязках и стоянках.

Заключение и выводы:

Зона жилой застройки, как правило, занимает большую часть городских территорий и наиболее затратная по содержанию (очистка поверхностного стока, полив озелененных территорий общего пользования и др.). Применение экологозащитных ландшафтов позволяет значительно снизить общие затраты на содержание территории малоэтажной жилой застройки вместе с тем улучшить показатели комфортности городской среды.

Обобщая рассмотренный опыт можно предложить рекомендации связанные с последовательностью формирования городской среды в условиях нового строительства:

- на этапе формирования планировочной структуры необходимо учитывать возможность активации процессов самоочистки территории и восстановления дождевых вод. Что прямым образом отражается на транспортно-пешеходном каркасе, балансе покрытий и вертикальной планировке территории;

- на этапе детализации осуществляется подбор экологозащитных ландшафтов и формирование буферных зон, зависящих от: назначения пространства, вида практики (абсорбирующий, направляющий, накопительный, водопонижающий), качественно-количественных параметров поверхностного стока, геологических особенностей и уровня грунтовых вод, а также предполагаемых затрат на реализацию и содержание;

- на дальнейших этапах уточняется размещение застройки, которая также будет способствовать самоочищению территории.