Введение к работе
Актуальность исследования. Отрицательными экологическими характеристиками атмосферной среды обладают города, которые в силу своих географических и орографических особенностей находятся в горнокотловинном пространстве. Увеличение глубины горной котловины ведет к снижению энергии поверхностного атмосферного ветра, происходит скопление пыли, газа и других природных и антропогенных выбросов, отрицательно влияющих на состояние атмосферной городской среды. Экстремальные маловетреные и штилевые условия климата особенно негативно отражаются на экологическом состоянии атмосферного воздуха в летний период, способствуют возникновению инверсии или даже смога. Все это ведет к возрастанию роли тепло-ветрового режима в формировании естественного воздухообмена в пределах городского пространства.
В рассматриваемых городах Душанбе и Бишкек проблема экологического состояния приземного слоя атмосферы, стоит очень остро. Анализ происходящего в последние годы развития городской застройки на сложном рельефе требует дальнейших исследований в области проектирования и строительства зданий и их комплексов, учитывающих особые экстремальные жаркие маловетреные и штилевые климатические условия.
Научные, практические и методические положения, раскрываемые в теории влияния тепло-ветровых процессов на экологическое состояние приземного слоя атмосферы, имеет ценность для Центральноазиатских и Закавказких республик СНГ, а также для стран широтного пояса от Китая до США, в которых характерны жаркие маловетреные и штилевые условия погоды, а также поселения со сложным рельефом.
Целью диссертационной работы является разработка методики регулирования экологического режима приземного слоя атмосферной среды застройки, в городах с жарким климатом, маловетреными и штилевыми условиями аэрации.
Задачи исследования:
Выявить роль природно-климатических жарких маловетреных и штилевых условий в формировании благоприятного градоэкологического состояния приземного слоя атмосферы;
Установить положительное влияние тепло-ветрового режима городов на атмосферный перенос, рассеивание и распространение негативных атмосферных примесей от высоких и низких антропогенных источников, с учетом взаимодействия динамического и конвективного ветра.
Разработать методические основы прогнозирования и регулирования тепло-ветровых процессов в горно-котловинном пространстве, среди застройки, в зоне пребывания и перемещения человека;
Разработка методики создания экологического паспорта города с учетом местных условий и введение его в практику градостроительства;
Разработать методику градоэкологического зонирования городов, в основу которого положен механизм тепло-ветрового режима;
Разработать практические рекомендаций по улучшению и регулированию экологической среды городской застройки и помещений
путем использования градостроительных и архитектурно-планировочных средств.
Методы исследования:
анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования и строительства городов, застроек и зданий в жарких климатических районах;
обобщение и систематизация статистических и метеорологических данных по состоянию атмосферной среды в городах Душанбе и Бишкек;
маршрутные натурные обследования экологической ситуации атмосферной среды городов;
использование тепловой модели застройки для оценки экологического загрязнения территории;
теоретический расчет взаимодействия ветра динамического и конвективного характера, установление скорости и направления рассеивания выбросов от источников загрязнения, а также при обтекании здания;
картографический метод градоэкологического зонирования на макро-, мезо- и микроуровне, с выявлением влияния тепло-ветровых процессов.
Достоверность полученных результатов.
Научные положения, содержащиеся в работе, обоснованы анализом результатов большого количества литературных источников в области градостроительной климатологии, градоэкологии, охраны окружающей среды, метеорологии и физики атмосферы, что обеспечивает точность и правомерность разработанной теории и методов, достоверность выводов и рекомендаций.
Научная новизна работы:
Рассмотрены экологические проблемы городов, расположенных в экстремальных жарко-штилевых и маловетреных климатических условиях;
В новом аспекте решена задача улучшения градоэкологической ситуации атмосферной среды путем целенаправленного использования тепло-ветровых процессов в городской застройке, активизирующей конвективные потоки, способствующие удалению негативных примесей в верхние слои атмосферы, рассеиванию, а также развитию аэрационного режима в приземном слое атмосферы.
Разработана теоретическая модель улучшения атмосферных характеристик зон экологических нарушений в городской застройке и горнокотловинном пространстве, при помощи активизации конвективных потоков, путем эффективного использования энергии солнца.
Предложена методика улучшения экологических факторов на территории придомового пространства, и улучшения санитарно-гигиенических характеристик помещений, путем создания естественной аэрации в условиях маловетрия и штиля.
Разработана методика градоэкологического зонирования на макро-, мезо- и микроэкологическом уровнях.
Разработаны градостроительные и архитектурно-планировочные методы улучшения экологического состояния атмосферы городов с жарким маловетреным и штилевым условием климата.
Практическая ценность работы:
Выявлено влияние местных факторов на экологическое состояние приземного слоя атмосферы городов.
Найден принципиально новый способ улучшения экологического состояния атмосферы приземного слоя, целенаправленным использованием механизма регулирования тепло-ветрового режима градостроительными и архитектурно-планировочными средствами.
Разработана методика совершенствования градостроительных и архитектурно-планировочных решений застройки.
Личный вклад соискателя. Исследования, изложенные в диссертационной работе, выполнены автором, либо при его непосредственном участии.
Результаты работы внедрены.
На втором этапе корректировки генерального плана города Душанбе, при составлении разделов «Природные условия» и «Охрана окружающей среды», выполняемых ОАО «Гипрогор» г. Москвы, в соответствии с контрактом от 05.09.2009 №01/2009, заключенным с Местным исполнителем органом государственной власти (Хукуматом г. Душанбе).
В соответствии с приказом КТ1/1702 от 24.02.11, методические рекомендации внедряются при совершенствовании планировочных структур застройки, объемно-планировочных и архитектурно-конструктивных решений зданий в Главном управлении архитектуры и градостроительства г. Бишкек Государственном агентстве архитектуры и строительства при правительстве Кыргызской Республики.
На защиту выносится:
результаты теоретических исследований по улучшению градоэкологических характеристик атмосферной среды с учетом регулирования тепло-ветрового режима;
методические указания по составлению и введению в практику градостроительства экологического паспорта города с учетом местных условий;
методические основы градоэкологического зонирования на макро-, мезо- и микроуровне;
оценка распространения негативных атмосферных примесей от различных источников выбросов при взаимодействии вертикальных и горизонтальных ветровых потоков;
методика улучшения градоэкологических характеристик атмосферы приземного слоя планировочными и архитектурно-строительными средствами.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на различных международных и республиканских научно-практических конференциях в период с 2008-2011 год.
Публикации. Основные положения и результаты диссертационного исследования представлены в 18 статьях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 139 наименований и приложения. Общий объем диссертации составляет 227 стр., в том числе 170 стр. машинописного текста, 57 стр. приложения, всего в диссертационной работе 96 рисунков, 16 таблиц.
