Эколого-экономическая характеристика территории

Для оценки природно-хозяйственного потенциала района необходима классификация его территории по признакам, позволяющим выявить участки, относящиеся к природным и техногенным образованиям, а также потенциально при­годным для инженерно-строительной деятельности. Важ­ным моментом классификации является учет основных тре­бований к размещению городского поселения в ландшафте. Место расположения городского поселения в ландшафте должно отвечать совместим экологическим, инженерно-строительным и социально-экономическим требованиям и условиям. При выборе территории для размещения (или расширения городского поселения) необходимо учитывать требования СНиП 2.07.01 - 89*, относящиеся к инженерной подготовке и защите территорий (гл. 8), а также охране ок­ружающей среды (гл. 9), которые включают меры по охране и рациональному использованию природных ресурсов, за­щите атмосферы, водных объектов и почв от загрязнения и др.

Наиболее общие требования к расположению городского поселения в ландшафте заключаются в следующем. Рельеф территории должен бьть благоприятным для планировки, застройки, организации движения пешеходов и транспорта и нормального водоотвода. Для этого уклоны на территории, не должны превышать 10%. Территория не должна быть за­болоченной или затопляемой во время половодий и павод­ков, а также занимать земли, ценные для сельского хозяйст­ва. Состояние и свойства грунтов и гидрогеологические ус­ловия должны отвечать характеру застройки. На территории размещения поселения не должны залегать полезные иско­паемые, имеющие промышленное значение. Поселение должно располагаться вблизи источника водоснабжения и естественных лесных массивов, которые следует использо­вать в рекреационных целях. Максимально должны исполь­зоваться и существующие транспортные коммуникации.

Чрезвычайно важно обеспечение достаточного аэрационного режима поселения, который формируется с учетом климатических факторов, рельефа местности, планировки и
плотности застройки. Ветровой режим и рельеф также оп­ределяют взаимное расположение жилой застройки и про­мышленной зоны, что является, наряду с организацией санитарно-защитных зон, мерой по защите жизненно важных экологических интересов населения. Требования к органи­зации указанных мероприятий изложены выше (см. подразд. 2.4.).

Исключительно важна для планирования размещения го­родского поселения комплексная геоэкологическая инфор­мация, характеризующая геологическую среду как неотъем­лемую часть окружающей природной среды, потенциал, ко­торый должен быть рационально использован и сохранен при строительном воздействии.

Обоснование выбора территорий для городского строи­тельства на основе геоэкологических данных по праву явля­ется самостоятельным разделом планирования экологиче­ской совместимости. Учет этого фактора - одно из глобаль­ных условий устойчивого функционирования городского поселения.

Эколого-экономические возможности территории района характеризуют данные, представляемые по форме табл.5.

В связи с отнесением пригородных сельскохозяйствен­ных угодий к техногенным образованиям необходимо пояс­нить следующее. К угодьям относятся земельные участки, занятые под пашню, многолетние насаждения, сенокосы и пастбища. Их общая площадь в России составляет около 30% территории суши. Из них наиболее преобразованные в результате хозяйственной деятельности земли, занятые пашней и пастбищами, составляют в среднем по стране почти 90%. С учетом этого большую часть земель приго­родных сельскохозяйственных угодий можно условно отне­сти к категории техногенных экосистем - агроценозов.

К прочим техногенным образованиям, учитываемым в гр. 12 табл,5, относятся общерайонные инженерные сооружения, хозяйственные постройки вдоль дорог, полигоны хранения отходов и т.п.

При оценке водных ресурсов территории следует учитывать, что поверхностные водотоки являются,, как правило, основными источниками водоснабжения района Подземные воды используются, обычно, как резервные источники, а в широком масштабе - в особых случаях Благоприятными факторами-водообеспечения являются наличие в качестве основного источника водоснабжения, населения и предприятий поверхностного водотока с минимальным (во время летнего или зимнего меженного уровня стояний воды) рас­ходом воды не менее 5 м /си скоростью течения¹ не менее 0,2 м/с, а также' безущербное для экологического состояния водотока изъятие воды в размере до 10% (оптимально 5%) Норма изъятия. воды относится к суммарному водозабору всеми пользователями данного источника.

Анализ абсолютных и относительных количественных показателей, характеристик, приведенных в табл.5, дает общее первоначальное представление об эколого-экономическом потенциале рассматриваемого района, позволяющее высказать суждение о направлениях возможных преобразо­ваний в нем. Опорными элементами анализа являются: по­казатель лесистости территории (доля лесных массивов

общей площади территории)который сопоставляется с минимальной необходимой для данных природных условий

(см.табл.1); доля суммарной площади участков интенсивно­го хозяйственного использования, характеризующая в пер­вом приближении соотношение между преобразованными и.естественными участками территории, которое регламентируется величиной Д_о (ом табл.1); показатели (доли площадей участков территорий с неблагоприятным рельефом, инженерно-геологическими, гидрогеологическими и др. условиями) характеризующие потенциальную пригодность территории для строительной и сельскохозяйственной деятельности и т.д.

 

3.2. Регламентация численности населении и масштаба строительно-хозяйственной деятельности

I Эти показатели экологической совместимости регламентируются кроме особых случаев отмеченных выше (см подразд2 3), энергетическими факторами и условиями водообеспечения

Факторами, ограничивающими использование энергии на территории района, являются допустимая плотность энергопотребления у поверхности Земли, установленная квота техногенной эмиссии углекислого газа в атмосферу; норма расхода кислорода воздуха, а также связанная с эти­ми факторами структура топливно-энергетического баланса.

Рассмотрим количественные характеристики указанных факторов. Как следует из. большинства моделей климата (М.И. Будыко и др.), а также общего условия сохранения энергетической устойчивости экосистем, безопасный мак­симум использования энергии у поверхности Земли оцени­вается величиной не более 0,3% от среднегодового радиа­ционного баланса конкретной территории R. Поэтому в ка­честве критерия ограничения плотности энергопотребления на территории примем величину 0.3% от значения R которая-

для разных природно-климатических условий приведена в

табл.1.

 

Для прекращения опасного тренда антропогенного вклада в

биосферно-атмосфернын поток диоксида углерода

(СО2.) Комиссией экономического и социального совета

ООН разработаны конвенционные национальные квоты

эмиссии углекислоты для ряда европейских государств, которые должны быть распространены и на региональные уровни Базовым показателем этих квот служит уровень 5 7% от объема суммарного биотического газообмена на тер ритории.

Для России такая квота еще не разработана,, но. следует полагать, что она должна учитывать "запас" газообменного потенциала в национальном масштабе. Этот запас создается за счет растительного покрова мало освоенных 2/3 ее терри­тории (в основном северных районов). Эти территории, обладающие относительно,,низкой.биопродуктивностью рас тигельных сообществ, весьма обширны и поэтому такой запас оценивается величиной не менее 25% Учитывая это обстоятельство примем в качестве нормы техногенной эмиссии углекислого газа (в атмосферу максимальную из указанных выше установленных квот - 7% от ассимиляци­онной емкости фитоценозов территории Что же касается нормы изъятия кислорода атмосферного воздуха, то, учиты­вая указанное обстоятельство, примем ее в размере 12% от величины производства кислорода растительным покровом территории.

Основными видами топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), используемых в малых городах, являются: 1) элек­трическая энергия; 2) природный газ и жидкое топливо, об­ладающее высокой теплотворной способностью, а также 3) твердое топливо (уголь, торф и т.п.). Использование элек­трической энергии не сопровождается вредными выбросами

в атмосферу, а ее производство осуществляется на крупных

энергетических объектах,распологаемых,обычно,вне территории, центром которой является малый город. Другие

виды ТЭР используются непосредственно на территории.

Причем при получении энергии в размере 1 тут за счет сжигания природного газа выделяется 1.2 т(CO2),а при сжигании

угля смешенного состава -3,3 т (CO2).

 

Здесь и в дальнейшем все энергетические величины бу­дем учитывать в тоннах условного топлива (тут); тепло­творная способность 1 тут соответствует 7x10^б ккал или 7 Гкал.

Таким образом, структура топливно-энергетического.ба­ланса на территории характеризуется величинами использо­вания указанных видов ТЭР, выраженными в долях едини­цы: cp1, ср1. ФЗ. Очевидно, что ф1+ф2+фз=1

Структура топливно-энергетического баланса является фактором, лимитирующим масштаб социально-экономи­ческой деятельности на территории. Особенно это относит­ся к северным районам, требующим относительно больших удельных затрат энергии, но обладающих сравнительно низкой газообменной способностью фитоценозов (см. табл.1), нейтрализующих техногенные выбросы углекисло­го газа. В этих случаях экологически оправданное повыше­ние интенсивности социально-экономической деятельности непосредственно связано с оптимизацией структуры энерге­тического баланса, если этому не препятствуют технико-экономические или иные соображения. -

Основными источниками водообеспечения планируемых малых городских поселений являются, обычно, малые реки. Экологические и хозяйственные требования к выбору ис­точника водоснабжения города указаны в подразд. 3.1.

Обоснование градообразующих параметров основывает­ся на определении частных значений емкости природной среды территории района и допустимой нормы техногенной нагрузки на эту среду.

Под емкостью окружающей природной среды (в дальнейшем - под емкостью среды) понимают ее естественную

[ способность претерпевать социально-экономическую на-

грузку без существенного нарушения выполняемых ею жизнеобеспечивающих функций. Под предельно допустимой нормой техногенной нагрузки (в дальнейшем - под допус­тимой нагрузкой) понимается количественно выраженная нагрузка на природную среду, устанавливаемая с учетом ее емкости и ресурсного потенциала.

Частные значения емкости среды и допустимой нагрузки определяются для каждого лимитирующего фактора. При этом частные допустимые нагрузки выражаются комплекс­ным показателем - численностью населения в зависимости от уровня активности хозяйственной деятельности на тер­ритории, т.е. величиной Nj,i,чел., соответствующей разным значениям коэффициента Kj. Для каждого дискретного зна­чения К, допустимая численность населения N_g принимает­ся равной наименьшей из величин Nj.i. Построенная на ос­новании расчетных данных функция N_g = f (Kj) характе­ризует поле взаимосвязанных параметров: численности на­селения и масштаба хозяйственной деятельности на кон­кретной территории. Вследствие общности ресурсной базы жизнеобеспечения людей и их экономической деятельно­сти, очевидно, что допустимая численность населения на территории уменьшается по мере роста масштаба этой дея­тельности.

Для обоснования планируемых параметров необходимо определить следующие частные социально-экономические емкости природной среды территории района и соответст­вующие им допустимые нагрузки.

1.Частная емкость территории по расходу энергии. Критерием для определения этой емкости является соблю­дение безопасного максимума использования энергии у по­верхности Земли. С учетом сказанного выше эта емкость определяется по формуле

Ei = 4,29RxS, туг/год, (1)

где R- среднегодовой радиационный баланс территории, ккал/(см²- год);

S - площадь территории района, км²;

4,29 - коэффициент пересчета величины 0,003 ккал/ (см³-год) в тут/(км²-год).

Соответствующая частная допустимая энергетическая нагрузка на территорию, выраженная через общее количе­ство жителей района при разном уровне энергоемкости их хозяйственной деятельности, определяется по формуле

Nj.i = Е,/К, хЭ_и, (2)

где Nj.i- допустимое количество жителей района при раз­ном уровне активности хозяйственной деятельности, чел.;

Kj - коэффициент, характеризующий уровень хозяйст­венной активности и принимаемый равным 1,5; 2,0 и 2,5, при минимальном, среднем и высоком уровне активности, соответственно;

Эуд - нормативная величина удельного годового энерго­потребления на жилищнокоммувальные нужды одного жи­теля в различных климатических условиях (отопление, го­рячее водоснабжение, электро и газоснабжение зданий, общественный транспорт, уличное- освещение), тут/(чел-год);

Э_уд = 0,65 - 0,02 (tн.о + 5), (3)

где t_H._o - расчетная температура наружного воздуха для про­ектирования отопления зданий; tн.о<-5, °С. Для данного пункта принимается по данным СНиП "Строительная кли­матология и геофизика" как средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

2.Ч астная емкость территории по условиям ассимиля­ции нормированной эмиссии углекислого газа в атмосферу. Определяется с учетом ассимиляционной способности рас­тительного покрова территории и размера региональной квоты эмиссии углекислого газа (см. выше) по формуле E2= O.O7[AxSЧa+So4'o] x q (СО_г) х 100, т(СО₂) / год, (4)

где S - площадь территории района, км²;

Л - коэффициент лесистости территории района, доли ед.;

So - площадь территории района за исключением территорий, занятых лесами, акваториями и техногенными обра­зованиями (населенные пункты, дороги, пашни и т.п.), км,

q (CO2) - соответствующая типу растительного сообщест­ва конкретной территории интенсивность ассимиляции уг­лекислого газа, т (СО2)(га-год); принимается по данным табл.1;

Чл,Чо - поправочные коэффициенты (см. подразд. 2.4), принимаются равными соответственно: 1,3 и 0,85 - для при­родных зон со смешанными, широколиственными и таеж­ными лесами; 1,4 и 0,9 - для лесостепной и степной зон.

Соответствующая частная допустимая нагрузка по усло­виям эмиссии углекислого газа в атмосферу при заданной структуре топливно-энергетического баланса на террито­рии, определяется по формуле

N_2,i = Е₂(Э_удх Ki(l,2ч₂ +3,Зч_з) +0,32)-', (5)

где" N2,i - допустимое количество жителей района по усло­виям нормированной эмиссии углекислого газа при разном уровне хозяйственной деятельности, чел.;

ср2,Фз - относительные величины использования 2-го и 3-го видов ТЭР в топливно-энергетическом балансе террито­рии, доли ед.;

1,2 и 3,3 - коэффициенты перехода для подсчета выделяемого углекислого газа при сжигании I тут 2-го и 3-го ви­дов ТЭР, соответственно, т(С02)/тут;

0,32 - среднее количество углекислого газа, выделяемо-

го в процессе жизнедеятельности человека, т(СО2)/(чел\ год);

Величины Эуд и Кi- те же, что и в формуле (2). Если определенные по формуле (5) значения N2,1 окажут­ся лимитирующими, т.е. наименьшими из всех частных значений Nj.i (что будет ясно после определения всех частных нагрузок), то при отсутствии препятствий технико-экономического характера целесообразно рассмотреть во­прос об оптимизации топливно-энергетического баланса на территории с целью повышения интенсивности ее хозяйственного использования. При этом следует учитывать сле­дующее.

Теоретическое максимальное значение N2.i будет иметь место при cpi = 1, т.е. при использовании на территории только электрической энергии

N₂,_max = 3,125E₂. (6)

Если для конкретных градостроительных условий эта ве-личина будет избыточной, т.е. будет превышать нагрузку N_n,i, обусловленную каким-либо другим (n-м) лимитирую­щим фактором, то следует поступить следующим образом. Приняв фз = 0, надо определить минимальное значение (pi min, соответствующее данным условиям оптимизации:

Ф1min = I-(Е₂хNn.i-0,32) х (1,2 Эуд X Кi)¹. (7)

Если расчетная величина окажется больше 1, то следует

(

Ограничиться условием (6). Если же полученное значение ф1min существенно меньше I, то это указывает на возможность использования на тер­ритории всех видов ТЭР. Тогда при cp > ф1min оптимальное соотношение между всеми составляющими топливно-энергетического баланса определяется из условия

Ф₂+cрз =ф*; (8)

1,2ф₂+3,3фз =1-<cр1min

3.Частная емкость территории по уcловиям воспроизводства кислорода атмосферного воздуха. Определяется с учетом нормы его изъятия (см. выше) по формуле

E3= 0,12q(O₂) [Л х S х Чл + S0Ч0] x 100, т(О₂)/ год, (9)

где q(O2) - соответствующая данному типу растительного

сообщества интенсивность производства кислорода в процессе фотосинтеза, т(О2) т/(га-год). Принимается по данным табл. 1.

Обозначения других величин те же, что и в формуле (4). Частная допустимая нагрузка по расходу кислорода ат­мосферного воздуха определяется по формуле

N₃,i = Е₃ / 2,5 Э_УДКi (I- _ф1) + 0,29, (10) '

где N3,i - допустимое количество жителей района по усло­виям воспроизводства кислорода атмосферного воздуха, ис­пользуемого для жизнеобеспечения и хозяйственной дея­тельности, чел.;

2,5 - коэффициент перехода для подсчета изъятого из атмосферы кислорода при сжигании органического топлива разного состава, используемого стационарными и мобиль­ными объектами, т(О₂)/тут;

0,29 - среднее количество кислорода, поглощаемое человеком в процессе жизнедеятельности, т(О2)/(чел\год);

срl - величина использования электрической энергии в структуре топливно-энергетического баланса территории

4.Частная емкость территории по наличию ресурсов поверхностных вод. Определяется по формуле

Е4 = B х G_M х 86400, м^э/сут, (11)

где Gm - меженный расход воды в пригодных для водополь­зования водотоках на входе в район, м /с;

B - норматив экологически безопасного устойчивого изъятия воды из водотока всеми водопользователями, кото­рый не должен превышать 10%. Оптимальное значение B =0,05 (5%).

Частная допустимая нагрузка по расходу воды на жи­лищно-коммунальные и промышленные нужды определяет­ся по формуле

N₄,i = E4/РжХGхКi (12)

где N4i - допустимая численность населения района по ус­ловиям водообеспечения бытовых, коммунальных и произ­водственных нужд, чел.;

Р_ж - планируемая норма среднесуточного водопотребления одним жителем с учетом бытовых и коммунальных (полив зеленых насаждений, уборка улиц и др.) нужд; ори­ентировочно Р_ж=0,4 м /(чел- сут);

G - повышающий коэффициент, учитывающий харак­тер хозяйственной деятельности на территории. При отсут­ствии водоемких производств (электроэнергетика, горнодо­бывающая промышленность и т.п.) и орошаемых земель на основании статистических данных примем G = 1,7. 5.

5.Частная емкость территории по условию пригодно­сти для городского строительства. Характеризуется вели­чиной площади компактного земельного участка S_c, км², отвечающего совокупности эколого-экономических требо­ваний к размещению городского поселения в ландшафте (см. подразд. 3.1.)

Соответствующая допустимая нагрузка определяется по формуле

N5,i =S_c(l/n + 3xl0xx-4)xx-1 (13)

где N5,i - потенциальная численность городского населения, чел.;

п - планируемая плотность городского населения; при­нимается в диапазоне 1200... 2000 чел./км²; Зх10⁴ - ориен­тированная потребность на территории для промышленно-складской зоны, км /чел., определенная из расчета 30 га на 1000 городских жителей.

Для удобства анализа результатов расчета частных нагру-зок представим их значения в форме табл.6.

Минимальное из частных значений численности населе­ния, приведенных в каждой строке табл. 6, принимается за допустимую численность населения на территории N_g, чел., при соответствующем уровне (масштабе) хозяйственной деятельности

В любом случае (даже, если нагрузка N5,i является лимитирующей) планируемая численность городского населения должна определяться с учетом существующей структуры расселения на территории района, несмотря на возможные частичные изменения, связанные с концентрацией населе­ния в наиболее крупном социально-экономическом образо­вании - городе. Эту численность можно планировать, ис­пользуя следующую формулу:

N_r = N_g-lN_H._n, (14)

где N_г - численность городского населения на расчетный срок, чел.;

N_g - допустимая численность населения на территории района, чел.;

ZN н.п - общая численность жителей в сохраняемых на территории района сельских поселениях и поселках город­ского типа, чел.