Содержание к диссертации
Введение
1. РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Планировочные принципы и тенденции формирования систем озелененных пространств городов 16
1.2.Оценка шумозащитных свойств зеленых насаждении 25
1.3. Газозащитный потенциал зеленых насаждений в условиях техногенного загрязнения атмосферы 34
1.4. Пыле - ветрозащитные функции озелененных территорий 45
Выводы 56
2. ОБЪЕКТЫ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Характеристика и классификация объектов исследования 59
2.2. Программа исследований 73
2.3. Исследование плотности фитомассы полос зеленых
насаждений 74
2.4. Изучение акустических характеристик насаждений 79
2.5. Методы оценки газозащитной эффективности зеленых насаждений 93
2.6. Исследование пылеаккумуляции и методика аиемометрических измерений 101
3. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЗЕЛЕНЕННЫХ ПРОСТРАНСТВ
3.1. Закономерности формирования комфортных зон и оптимальных позиций полос зеленых насаждений 107
3.2. Закономерности снижения частотных составляющих спектра шума...113
3.3. Влияние почвы, лиственного покрова и древесной коры на снижение уровня шума в среде зеленых насаждений 117
3.4. Акустическая эффективность крупных зеленых массивов 130
Выводы 136
4. СРЕДОЗАЩИТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛА ОЗЕЛЕНЕННЫХ ПРОСТРАНСТВ
4.1. Газозащитный эффект зеленых насаждений 138
4.1.1. Газозащитные свойства модельных полос зеленых насаждений 138
4.1.2. Реализация газозащитных функций в различных категориях зеленых устройств города 149
4.1.3. Закономерности газопоглощения вереде крупных зеленых массивов 154
4.2. Пылеаккумулирующие свойства зеленых насаждений 162
4.2.1. Седиментация пыли в натурных лесополосах 162
4.2.2. Пылеаккумуляцпя крупными зелеными массивами 172
4.2.3. Пылеаккумуляцпя в различных категориях зеленых устройств города 179
4.3. Градостроительные аспекты исследований ветрозащитного потенциала зеленых насаждений 184
Выводы 204
5. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО СРЕДОЗАЩИТНОГО ОЗЕЛЕНЕНИЯ
5.1. Общие закономерности планировочной организации и размещения...207
5.2. Параметры структуры и конструкции 218
5.3. Биоэкологические основы формирования эффективного ассортимента 229
5.4. Типология категорий средозащитного озеленения 236
5.5. Ландшафтно - средозащитное озеленение 253
Выводы 258
6. ОСНОВЫ ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ И КОМПОЗИЦИЙ СРЕДОЗАЩИТНЫХ ОЗЕЛЕНЕННЫХ ПРОСТРАНСТВ КРУПНЫХ ГОРОДОВ
6.1. Ландшафтно- средозащптное озеленение жилых микрорайонов 260
6.1.1. Принципиальные схемы средозащитного озеленения микраионов (кварталов) 260
6.1.2. Приемы размещения средозащитного озеленения 269
6.2. Средозащптное озеленение пешеходно -транспортных коммуникаций 284
6.2.1. Ландшафтно - средозащитные принципы проектирования 284
6.2.2. Средозащптное озеленение элементов транспортных коммуникаций 300
6.3. Учет средозащитного озеленения при проектировании парков 312
6.3.1. Оценка состояния и тенденции формирования среды 312
6.3.2. Закономерности формирования комфортных зон 318
6.3.3. Элементы и типовые схемы размещения участков средозащитного озеленения 334
6.4. Промышленные районы и санитарно - защитные зоны 345
6.4.1. Элементы единой системы средозащитного озеленения промышленных районов 345
6.4.2. Приемы планировочной организации озеленения санитарно - защитных зон по фактору шума 350
6.4.3. Приемы озеленения санитарно - защитных зон по фактору аэротехногенных загрязнений 358
6.4.4. Припромышленные территории 370
6.4.5. Общие правила и приемы средозащиты на промышленных территориях 378
6.5. Системы градозащитного озеленения 387
Выводы 393
7. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 395
8. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 400
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 404
- Планировочные принципы и тенденции формирования систем озелененных пространств городов
- Закономерности формирования комфортных зон и оптимальных позиций полос зеленых насаждений
- Газозащитные свойства модельных полос зеленых насаждений
Введение к работе
Актуальность исследования. На современном этапе развития цивилизации достигнут глобальный уровень производственно - хозяйственной деятельности общества, изменивший отношение человека к окружающей среде. Грандиозными и весьма ощутимыми стали неблагоприятные для жизни человека и функционирования биосферы изменения в состоянии окружающей среды, произошедшие под влиянием стихийных и антропогенных факторов. В этих условиях освоение новых территорий страны и эксплуатация сложившейся системы расселения людей ведется на грани риска необратимых экологических последствий. В связи с этим несомненный приоритет приобретает проблема поиска путей сохранения и выживания человечества.
Современная среда обитания человека с высоким уровнем технико-технологической, транспортной и энергетической оснащенности - основной источник загрязнения и деградации урбанизованных территорий, содержащий мутагенные и канцерогенные вещества, высокотоксичные компоненты и продукты радиоактивного загрязнения. Это в значительной мере реализует тенденции, ведущие к нарушению экологической безопасности проживания, росту заболеваемости и смертности населения в критических зонах крупных городов. Уже сейчас очевидны факты сокращения срока жизни на 10...15 лет и более, распространения в критических экологических зонах повышенного уровня заболеваемости и смертности трудоспособной части населения по сравнению с более благоприятными территориями проживания (малые и средние города, сельские поселения), выявлены новые формы функциональных и органических заболеваний в связи с определенными типами физических и химических загрязнений, техногенного и природного характера [426, 490]. Не вызывают сомнения тенденции роста населения крупных городов, образования новых и укрупнение прежних агломераций, где во все большей степени будет возрастать экологическая напряженность.
Важнейшим компонентом экологических систем крупных городов являются различные категории озелененных пространств, жизнь в окружении которых - одно из определяющих условий нормального физического и психического здоровья человека, создания наиболее действенных предпосылок для максимальной реализации его созидательных и творческих возможностей.
В диссертационной работе рассматривается проблема оптимизации среды крупных городов методами и средствами озеленения территорий различного функционального назначения. Сложившиеся приемы и традиции в озеленении городов, ландшафтно-эстетические принципы их формирования, а также нормативно-техническая база проектирования не обеспечивают минимальный экологический комфорт функциональных зон наиболее уязвимых в экологическом отношении (примагистральные территории, контактные промыш-ленно-селитебные районы и т.п.). Это требует более глубоких исследований закономерностей реализации средозащиты озелененными пространствами и разработки основ их планировочной организации в полном соответствии с динамикой урбанизационных процессов и тенденциями деградации среды.
Многие примеры последних лет убедительно доказывают, что научный прогресс и успех внедрения результатов исследований в практику зеленого строительства и проектирования во все большей степени определяется разработками в междисциплинарном направлении. Это способствует обогащению фундаментальных наук, решению новых задач и развитию современных исследовательских методик. Взаимопроникновение градостроительных, гигиенических, лесоводственных, биоэкологических и других дисциплин стимулирует формирование новых направлений, исследовательские возможности которых значительно расширены. Весьма показательным примером является ур-боэкология - комплекс формирующихся в настоящее время научных направлений, базирующихся на результатах, полученных в междисциплинарных областях исследований, на основе которых могут быть изучены закономерности и сформулированы новые принципы средозащитного озеленения. В конечном счете, это должно подвести к созданию научно-обоснованной системы проектирования и строительства всех категорий зеленых устройств крупных городов.
Для крупных городов центральной части европейской России вопросы акустического благоустройства, оптимизации ветровых режимов, возможного снижения загазованности и запыленности воздушного бассейна составляют основу блока экологических проблем. Высокая степень оптимизации урбасре-ды может быть достигнута в отношении экофакторов шума, атмосферного и пылеветрового загрязнения средствами озеленения территорий, которое демонстрирует комплексный характер эффективной средозащиты с одновременным повышением уровня эстетических и эксплуатационных качеств городской среды и успешным сочетанием с благоустройством территорий любого функционального назначения [441, 473, 477, 493, 502, 514, 517].
Роль и «место» последнего обстоятельства должно быть четко определено и обосновано. Важно принять во внимание в связи с этим два момента. Первый заключается в том, что озелененные пространства городов и пригородных зон как существующие, так и проектные варианты, не могут считаться единственным и тем более основным средством оптимизации экосреды городов. Общеизвестны факты деградации зеленых зон в условиях высокой степени загрязненности техногенной среды обитания, что существенно нивелирует эффект средозащиты и приводит к массовой гибели растений. С этих позиций роль всех категорий зеленых насаждений городов должна быть определена как вспомогательная и дополнительная, уровень которой может быть, как существенно повышен, так и снижен до позиций крайне низкого, а в некоторых случаях и негативного влияния на исследуемые экологические факторы (усиление уровня шума, негативация микроклиматических параметров и т.п.). Второй момент, определяющий роль и место средозащитных зеленых насаждений, диктует необходимость комплексного подхода при регулировании неблагоприятных средовых факторов, что выражается в совместном использовании всего арсенала средств защиты, предупреждения и нормализации эко 8
логического режима с широким привлечением возможных технических, планировочных, конструктивных, административных и иных средств.
Диссертационная работа выполнена в рамках научно-технических программ Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям в области архитектуры, строительных и экологических наук, а также по единому наряд-заказу работ, выполняемых С.-Петербургским государственным архитектурно-строительным университетом (СПбГАСУ): тема 1.3.96П «Архитектурно-строительные методы совершенствования среды обитания человека в городах. Эколого-градостроительные исследования и рекомендации на примере озелененных пространств крупных городов Европейской части России» и Брянской государственной инженерно-технологической академией (БГИТА): тема 1.2.00Ф «Исследование закономерностей и обеспечение оптимального функционирования урбанизованных систем при повышенных техногенных и радиационных нагрузках» (головные советы «Архитектура и строительство», «Охрана окружающей среды») и прикладных исследований Федеральной целевой комплексной программы «Экологическая безопасность России» (1995...1998 гг., п. 3.3.1, 4.2.2). Тема диссертационной работы связана с планом научно-исследовательских работ кафедр архитектуры и озеленения населенных мест (1982...1987 гг.), архитектуры (1988...1994 гг.), дендрологии, селекции и озеленения (2000 г.) БГИТА, кафедр архитектурного проектирования, градостроительства (1995... 1998 гг.) СПбГАСУ.
. Актуальность поставленных и решаемых в диссертации научных и практических задач определяется также их значимостью для градостроительной экологии, охраны окружающей среды и природопользования, решения санитарно - гигиенических и социально-экологических проблем при обосновании архитектурно-планировочных решений озелененных пространств крупных городов.
Цель исследования - изучить закономерности экологической эффективности зеленых насаждений в снижении шумового и атмосферного загрязнения среды и разработать научно-обоснованную систему ландшафтно-средозащитного озеленения крупных городов.
Границы исследования связаны с изучением закономерностей влияния различных категорий зеленых насаждений на акустическое, аэротехногенное и пылеветровое загрязнение среды, что необходимо для разработки методологической основы проектирования средозащитных озелененных пространств.
В соответствии с целью и определенными границами исследования в работе ставились следующие основные задачи:
1. Исследовать шумо-, пыле-, ветро-, газозащитные функции озелененных пространств с целью получения комплекса эколого-градостроительных характеристик, включающих:
1.1.Оценку эффективности средозащиты существующими насаждениями в крупных городах и степень влияния крупных зеленых массивов (КЗМ) пригородных территорий на изучаемые факторы среды.
1.2.Установление границ действия и оптимальной планировочной организации участков зеленых насаждений в системе «источник загрязнения (дискомфорта) - комфортная зона - защищаемый объект».
1.3.Влияние биометрических, микроклиматических, геометрических и физических факторов на основные закономерности реализации средозащитно-го потенциала озелененных пространств.
2. Выявить основные планировочные, структурно-конструктивные, ден-дроэкологические и типологические закономерности и критерии формирования эффективных средозащитных озелененных пространств.
3. Разработать общие приемы и принципиальные схемы ландшафтно-средозащитного озеленения крупных городов, включающие: внутрикварталь-ные (внутримикрорайонные) жилые образования; транспортно-примагистральные зоны; парки, лесопарки, скверы и сады; санитарно-защитные зоны, промышленные и припромышленные территории для предприятий I -V классов вредности; градозащитные участки зеленых насаждений. Объем и объекты исследований. Все научные результаты получены на основе анализа значительного фактического материала. Эксперименты поставлены на 48 объектах полосных структур озеленения, 20 участках лесных насаждений, 6 лесопарковых массивов, 30 объектах существующих различных категорий озеленения городов. Основная часть исследования проведена в трех лесорастительных зонах, в т.ч. в гг.: С.-Петербурге, Брянске, Ярославле, Рыбинске и др. Значительный объем экспериментальных исследований выполнен на модельных объектах - защитных полосах насаждений агроланд-шафтов, а также в условиях естественных лесных массивов рекреационного, учебно-опытного назначения и участков лесфонда РФ.
Новые положения и результаты, впервые полученные в исследовании:
1. Закономерности пылеветрового, акустического и газозащитного влияния полос зеленых насаждений. Параметры и критерии, отражающие степень концентрации фитомассы, особенности построения геометрии и структуры полос, что определяет степень эффективности насаждений в снижении и оптимизации дискомфортных факторов среды.
2. Зависимость полноты древостоев, структуры, конструкции, параметров микроклимата КЗМ и экофакторов акустического, аэрационного режимов и атмосферных загрязнений среды.
3. Расчетные зависимости для определения ожидаемого уровня эффективности полос зеленых насаждений и участков КЗМ, позволяющие на любой стадии проектирования оценивать степень снижения шума, загрязнения атмосферы и уменьшения скоростей пылеветровЕ х потоков.
4. Планировочный принцип проектирования, в котором учитываются закономерности реализации защитного потенциала полос озеленения в различных вариантах их пространственно-планировочного расположения.
5. Структурно-конструктивные схемы, дендрологические и типологические параметры универсальной средозащитной полосы зеленых насаждений, обеспечивающей наивысшую степень защитной эффективности и круглогодичный цикл работы.
6. Методы проектирования эффективных приемов планировочной организации всех категорий средозащитных озелененных пространств крупных городов.
7. Модифицированные и апробированные методики определения акустической эффективности, седиментации и аспирации пыли, газопоглотительной и рассеивающей способностей зеленых насаждений различного качественно-видового и функционального состава.
Обоснованность и достоверность научных положений доказана путем анализа массового экспериментального материала в различных лесо-растительных зонах, обработкой полученной информации методами математической статистики (программный комплексе Statgraphics plus for Windows) с оценкой скользящего среднего значения, сглаживания, множественного регрессионного анализа экспериментальных данных, метода построения доверительных интервалов опытных наблюдений [98,102,377]. Для анализа использованы многочисленные литературные источники (690 наименований), в т.ч. материалы ВЦП, диссертации, защищенные в европейских странах и США, источники, полученные по каналам ВКС «Internet».
Положения, выносимые на защиту:
1. Результаты натурно-экспериментальных исследований, характеризующие эффективность всех категорий озеленения в снижении факторов транспортного и промышленного шума, атмосферных загрязнений и пыле-ветровых воздействий.
2. Планировочные, структурно-конструктивные, дендроэкологические, типологические и композиционно-эстетические закономерности и критерии формирования эффективных приемов средозащитного озеленения.
3. Расчетно-аналитический аппарат, научно-методические и практические рекомендации, направленные на совершенствование проектирования средозащитных озелененных пространств крупных городов. 4. Аналитические обоснования применения зеленых насаждений в качестве эффективных средозащитных факторов в структуре различных категорий озеленения городов.
Научно-практическое значение. Результаты диссертационной работы использованы: 1. В разработке практических рекомендаций: «Рекомендации по проектированию шумозащитного озеленения промышленных территорий и санитарно-защитных зон» (БГИТА, 1987, Брянск); «Рекомендации по проектированию средозащитных озелененных пространств крупных городов» (СПбГАСУ, 1997...1998, С.-Петербург). 2. При разработке проектов озеленения и благоустройства промышленных территорий и санитарно-защитных зон предприятий строительного машиностроения и агропромышленного комплекса (ГПИСтроймаш, 1988... 1995; ЗАО «Агропромтехпроект», Брянск, 1988... 1990); при проектировании реконструкции озеленения мемориальных парков на территории Брянской области, а также в предложениях по их использованию в связи с последствиями аварии на ЧАЭС (1980... 1994); в экспертных заключениях и проектных предложениях по озеленению и использованию овражных территорий г. Брянска (1992...2000); в проектах по определению планировочной организации санитарно-защитных зон промышленных предприятий I...V классов вредности и в аудиторской природоохранной деятельности (АОЗТ «ПКТИ», С.-Петербург, 1998); в проектных предложениях по благоустройству различных категорий озеленения городов и в мероприятиях по снижению уровней шума, распространяющегося от промышленных источников (Центр содействия строительству при БГИТА, 1996... 1999); при разработке проектов по разделам «Охрана окружающей среды», «Благоустройство и озеленение территорий городов» (НИИП Градостроительства, С.Петербург, 1999; институт «Промстройпроект», Брянск, 1998-1999); в проектных предложениях по озеленению и благоустройству территорий жилых микрорайонов и кварталов (по заданию администрации г. Брянска, 2000). 3. В учебно-методическом процессе и НИР на кафедрах: «Архитектура и озеленениє населенных мест», «Архитектура», «Строительные конструкции» (БГИ-ТА, 1985...1994), «Архитектурное проектирование», «Градостроительство» (СПбГАСУ, 1996...1998). 4. При разработке научных тем: «Архитектурно-строительные методы совершенствования среды обитания человека в городах. Эколого-градостроительные исследования и рекомендации на примере озелененных пространств крупных городов Европейской части России» (СПбГАСУ, 1996...1998, С.-Петербург); «Исследование закономерностей и обеспечение оптимального функционирования урбанизованных систем при повышенных техногенных и радиационных нагрузках» (БГИТА, 2000...2001, Брянск); «Разработка методов обустройства и эксплуатации территорий жилой застройки и уличной сети городов, пострадавшей от аварии на ЧАЭС», БГИТА, 1999...2000, Брянск). 5. В центральных обзорных информационных изданиях по актуальным научным и техническим проблемам охраны окружающий среды и экологии крупных городов (ГОСИНТИ, 1989 г.; ВИНИТИ РАН, 2000 г.). Апробация работы. Материалы исследования доложены:
1. На международных научно-технических конференциях и семинарах: «Проблемы реконструкции исторических центров крупных городов России» (Н. Новгород, 1994), «Актуальные проблемы строительства и архитектуры» (С.-Петербург, 1996, 1997, 2000), «Проблемы строительного и дорожного комплексов» (Брянск, 1998), 41 семинаре РАН «Совершенствование качества в строительном комплексе» (Брянск, 1999 г.), «Основные направления совершенствования архитектуры и строительства с учетом современных экологических требований» (Орел, 2000 г.).
2. На всесоюзных и республиканских научно-технических конференциях: «Материалы, технология и конструкции для Нечерноземья» (Брянск, 1985), «Проблемы предупредительного санитарного надзора» (Брянск, 1987), «Актуальные вопросы снижения транспортного шума в городах» (Севастополь, 1988), «Памятники истории, культуры и природы Европейской России» (Н. Новгород, 1993, 1994, 1995). 3. На региональных научно-технических конференциях: «Научно-технический прогресс в строительстве» (Брянск, 1989), «Перспективные методы строительства жилья и объектов соцкульбыта» (Брянск, 1991), «Экологические проблемы исследования и внедрения новых материалов, конструкций, технологий» (Брянск, 1992), «Экологизация, ресурсосбережение и реабилитация строительных материалов, зданий и сооружений в зонах повышенной радиации» (Брянск, 1993), «Повышение качества строительных работ и проектных решений в условиях радиоактивного загрязнения территорий» (Брянск, 1995), «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (г. Брянск, 1998...99), «Новые технологии, конструкции, проекты и инвестиции» (г. Брянск, 1999), «Современные технологии, материалы и проекты для строительного и дорожного комплексов» (Брянск, 2000).
4. На внутривузовских научно-технических конференциях БГИТА: (1984, 1985, 1987, 1990, 1991, 1993, 1998); СПбГАСУ: (1997, 1998), на кафедрах вузов: «Архитектурное проектирование», «Градостроительство» (СПбГАСУ, 1998), «Дендрологии, селекции и озеленения» (БГИТА, VI.2000).
Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, основных выводов, списка литературных источников из 690 наименований работ отечественных и зарубежных авторов и 8 приложений (том 2). В тексте содержится 41 таблица и 93 рисунка (том 1). В составе приложений 10 таблиц и 77 рисунков, а также документы о внедрении и развитии результатов исследования.
Проведенные исследования позволяют обосновать практические рекомендации по принятию эффективных планировочных решений всех категорий озеленения на любой стадии проектирования с целью оптимизации экологических параметров, способствующих улучшению среды обитания человека в крупных городах. Практическая ценность полученных результатов заключается в разработке типовых планировочных решений озелененных пространств крупных городов, которые необходимы для решения широкого круга задач архитектурно - строительного проектирования, инженерной и градостроительной экологии, зеленого строительства, охраны окружающей среды и рационального природопользования.
Наиболее полно основные результаты диссертационной работы и практические рекомендации автора представлены в двух монографиях и в 60 публикациях по теме исследования.
Планировочные принципы и тенденции формирования систем озелененных пространств городов
Характер и особенности систем озеленения городов (малых, больших, крупных, крупнейших) определяется, прежде всего их планировочной организацией. Построение и развитие зеленых насаждений, как правило, следует сложившейся системе застройки и представляет собой в большом числе случаев создание искусственных ландшафтов различного функционального назначения [217, 355, 382, 403]. В несколько меньшем числе случаев формирование систем озеленения городов осуществлялось с использованием природных ландшафтов, в которых сохранялся комплекс исходных компонентов среды. В значительной степени и, в особенности, в последнее время в генпланах многих крупных городов прослеживается тенденция развития озеленения, как за счет создания искусственных насаждений, так и путем преобразования лесных массивов в лесопарковые и другие категории озелененных пространств, включаемых по мере роста городов в черту селитебных и промышленных территорий [352, 441].
Эволюция систем озеленения городов, прослеженная в истории развития ландшафтной архитектуры [54, 153], показывает, что развитие градостроительства в XVII - XIX веках было пронизано мыслями о введении природных компонентов в город, о необходимости сближения человека с природой. В городах Морелли (1795 г.) и Фурье (1820 г.), основанных на принципах «Кодекса природы», были определены зоны отдыха с элементами декоративного озеленения. Осознание необходимости и важности зеленых насаждений как одного из основных элементов городской структуры, характерно для градостроительства и ландшафтной архитектуры в XIX веке. Именно в это время идеи создания парковых систем в наиболее крупных городах и объединение их с пригородными территориями стали рассматриваться как основа эстетики ландшафта ансамблей застройки и улучшения микроклимата среды обитания человека. Идеи организации крупных парковых массивов и повышение общего уровня озелененности, характерные для парков «города - сада» Э. Говарда (1898 г.), получили дальнейшее развитие для крупных городов того времени. В определенной степени это можно проследить в генпланах гг. Копенгагена, Вашингтона, в организации парковой зоны гг. Лондона, Берлина и др., где крупные зеленые массивы - «клинья» проникают в центральную часть городов и объединяются с пригородной зеленой зоной. Система озеленения, построенная по этим принципам [54, 197, 249, 263, 365, 395] образует каркас озеленения и успешно дополняется крупными парками, озелененными бульварами, многочисленными более мелкими по масштабу городскими садами, скверами и иными устройствами (табл. 1.1).
Различными планировочными вариантами решения озеленения была наполнена идея «линейного» города, в котором развитие озелененных пространств могло идти параллельно застройке и развитию основных транспортных магистралей (Т. Гарнье, Ле Корбюзье, О. Нимейер, Л. Гильберсеймер, Л. Райниус и др.[441]). В определенной степени принципы ландшафтно - средо-защитного озеленения заложены в планировочной структуре г. Чандигарха (Индия), где система ленточных парковых массивов, удачно вписанных в общую планировочную структуру города, позволяла разрешить и ряд средоза-щитных проблем, связанных с оптимизацией микроклимата и улучшением качества воздушного бассейна города (приложение 1, рис. 1.1... 1.11 [54, 197, 213,214]).
Широкий спектр проектных предложений по дальнейшему развитию систем озеленения весьма многообразен и обусловлен, в основном, обострением и нарастанием экологических проблем крупных и, особенно, крупнейших городов, полным осознанием целостности городской среды и окружающей природы как неразрывного и основного условия дальнейшей урбанизации.
Закономерности формирования комфортных зон и оптимальных позиций полос зеленых насаждений
Оптимальная позиция шумозащитной полосы. При исследовании этого вопроса получена зависимость, показанная на рис. 3.4. Отношение расстояния между полосой и источником шума к расстоянию «полоса - точка регистрации», согласно разработанной методике эксперимента, не являлось постоянной величиной. Зависимость, построенная с доверительной вероятностью 95% показывает, что заметное падение шумозащитной эффективности зеленых насаждений происходит при R = S. Это соответствует расположению полосы в середине между источником шума и защищаемым объектом. Слабая эффективность (падение кривой до 0 дБА) обуславливается отсутствием «теневой» зоны. Так как расстояние между источником шума и дифрагирования звуковых волн через «барьер» растительности и последующей их интерференции с звуковым полем, сформированным полосой зеленых насаждений. Наличие разрывов в противошумовых полосах, а также неравномерность в посадке пород снижают удельный объем фитомассы (УОФ), и следовательно уменьшают их акустическую эффективность.
Удельный объем фитомассы. УОФ для 41 полосы зеленых насаждений определен нами как отношение коэффициента плотности фитомассы к ширине исследуемых сечений (раздел 2.3). Принято считать, что чем шире полоса, тем выше значение УОФ [582, 583, 585]. Такая закономерность прослеживается в 60...70% соотношений этих величин и является вполне очевидным фактом. Однако, для ряда объектов (№ 11, 18, 20, 21, 29 и др.) одинаковой ширины, УОФ заметно варьируется в пределах от 10 до 50%. Существенное влияние оказывают здесь такие факторы, как сомкнутость крон, степень облист-венности основных и сопутствующих пород, наличие кустарникового яруса, параметры посадок, обуславливающие объемную сомкнутость (шаг посадки и ширина междурядий). Следует полагать, что фактор ширины шумозащитной полосы не является определяющим параметром ее акустической эффективности.
Структура механизма снижения уровня шума в среде зеленых насаждений может быть представлена в виде в виде суммы взаимодействующих с звуковым полем компонентов биомассы: стволов и крупных ветвей древостоя, лиственной и хвойной фитомассы, древесной коры [582]. Чем выше концентрация элементов фитомассы, тем интенсивнее процесс множественного рассеивания и шумопоглощения энергии звуковых волн. Это обстоятельство полностью соответствует биофизическому принципу взаимодействия растительных экосистем с техногенным воздействием различной природы. Этому принципу в полной мере отвечает главный показатель шумозащитной эффективности полос зеленых насаждений - удельный объем фитомассы. На рис. 3.2 и 3.3 показаны зависимости обсуждаемых параметров.
Газозащитные свойства модельных полос зеленых насаждений
Анализируемая дистанция удаления для трех подгрупп принята равной средней высоте насаждений (7.0 м; 10.0 м; 16.0 м). На рис. 4.3 показаны полученные закономерности распределения сниженных концентраций СО. Общий характер распределения для трех подгрупп свидетельствует о доминирующей тенденции снижения эффективности с возрастанием анализируемого расстояния за полосами. Прежде всего, следует обратить внимание на принципиальные изменения характера работы защитных полос. Если в штилевых условиях снижение концентраций загрязнения происходит, в основном, вследствие образования конвективных течений, а также возможного влияния механизмов газопоглощения различными компонентами экосреды зеленых массивов, то в данном случае защитная полоса начинает работать как ветрозащитный барьер, трансформирующий набегающие воздушные потоки. Очевидно, что в данном случае возрастает значение аэродинамических параметров полос и значительную роль в распределении концентраций начинают играть закономерности снижения горизонтальных и изменения вертикальных составляющих скоростей движения ветровых потоков, а также степень их турбулентного обмена. В условиях относительно небольших скоростей ветра (1...3 м/с) на малых дистанциях удаления отличительные черты выражаются достаточно слабо и, в основном, неопределенно. В связи с этим, наиболее характерно изменение дистанции (ширины) защитного влияния для полос № 43, 45, 46. Для штилевых условий эта величина составляет, в среднем, - 10...15 м (№ 43, 45), а с увеличением скорости ветра до 2...4 м/с, она существенно сокращается до 3...4 м. Этой тенденции несколько противоречит увеличение с 0 до 5 м незагрязненного участка для полосы № 46. Если считать влияние определенных погрешностей эксперимента (точность анализа проб и измерений, неучтенные флуктации ветра), то следует обратить внимание на качественные показатели полосы № 46, имеющие существенные отличия в распределении и концентрации фитомассы в двух высотных ярусах при значении Кпл=0.39, что несколько ниже, чем у полос № 43, 45 (соответственно - Кпл=0.66 и Кпл=0.46). Незначительны различия в уровне эффективности для полос № 42 и 48.
Следующей особенностью является отсутствие влияния параметра высоты основных пород на какие - либо закономерности распределения концентраций в трех «высотных» подгруппах. Это может быть объяснено небольшой дистанцией анализа эффективности, равной средней высоте пород.
Для трех подгрупп выявлены достаточно четкие закономерности их эффективности в зависимости от значений коэффициента плотности фитомассы. Степень снижения концентраций СО, а также закономерности образования «чистых» участков (отсутствие примесей для ряда точек отбора проб: № 4, 20, 28, 43, 44 и др.) как показывают исследования, определяется плотностью фитомассы и равномерным характером ее распределения по высоте фронтальной поверхности и внутри самих полос. Минимальный уровень снижения концентраций выхлопных газов для полос с значением Кпл=0.6...0.8, определяется достаточно высокими показателями и составляет от 50 до 90% снижения концентраций начального уровня загрязнений.
Условия повышенных скоростей. При скоростях ветра 3...5 м/с и более, общие тенденции снижения концентраций, в основном, соответствуют закономерностям трансформации ветровых потоков растительным препятствием. На небольшой исследуемой дистанции (0...15 м) можно выделить две области (рис. 4.4). В первой (0...5 м) - выражены максимумы снижения концентраций, количественная величина которых существенно коррелирует с объемно - пространственными и качественными показателями и характеристиками полос; вторая область (5...15 м) характеризуется увеличением концентраций в 2...2.5 раза за счет постепенного опускания вытесняемого слоя приземного потока воздуха. Здесь фиксируется, в целом, пониженная эффективность полос зеленых насаждений. Следует заметить, что минимальное снижение концентраций СО для ряда полос с наиболее оптимальными качественными и конструктивными параметрами составляет 20...45%, что позволяет признать их практическое значение в условиях повышенных скоростей ветра (рис. 4.3 и 4.4). В целом, при значительных скоростях ветра (более 5 м/с) распределение концентраций все более приближается к закономерностям их распространения в условиях открытых пространств.
