Природные факторы, влияющие на выбор территории для города

Рациональное использование природных условий при планировке, застройке и благоустройстве советских городов является предметом особого внимания.

Органическое единство природы и городской застройки достигается непосредственно в процессе создания планировочной структуры города и всей его объемной композиции.

Основными природными факторами, влияющими на выбор территории для населенного места, являются:

- климатические условия в сочетании с зелеными насаждениями;

- рельеф;

- гидрология прилегающих рек и водоемов;

- инженерно–геологические условия.

При разработке генерального плана города необходимо изучить данные о климате района, в котором проектируется город.

Для получения достаточно полной климатической характеристики необходимо иметь:

- среднемесячные температуры и относительные влажности воздуха;

- среднемесячные максимумы суточной температуры воздуха;

- средний ход температуры воздуха по часам суток за июнь, июль, август и сентябрь;

- абсолютные максимумы температуры воздуха для летних месяцев и минимум для зимних;

- среднесуточный ход относительной влажности воздуха по часам суток за июнь, июль, август и сентябрь;

- разы ветров – векторные диаграммы (рис. 1), характеризующие повторяемость в течение года направления и скорости ветров, с выделением повторяемости штилей;

- среднюю скорость и повторяемость румбов ветров по наблюдениям в 13 ч за январь, июнь июль, август и сентябрь;

- данные, характеризующие микроклиматические особенности отдельных частей городской территории.

Эти данные получают от метеорологических станций.

Территория РФ делится на четыре климатических района. Они определяются по средним месячным температурам воздуха наиболее холодного и жаркого месяцев (январь и июль), среднемесячным скоростям ветров и среднемесячной относительной влажности воздуха в июле (согласно табл. 1).

Характеристика климатических районов учитывается при проектировании населенных мест как в отношении улиц и

Рис. 1. Роза ветров ориентации жилых домов по сторонам света, так и в отношении степени и характера озеленения.

При рассмотрении климатических условий какой–нибудь местности различают макроклимат, определяемый факторами крупного масштаба: общециркуляционными воздушными процессами, географической широтой местности, удаленностью от океанов и морей, макрорельефом и микроклимат, определяемым климатообразующими факторами местного масштаба: микрорельефом, зелеными массивами, характером почвы, городской застройкой и т.п.

Климатические условия влияют на выбор территории в сочетании с рельефом, гидрологическими, инженерно–геологическими условиями и естественными зелеными насаждениями. Микроклиматические условия оказывают влияние как на выбор территории для всего населенного места в целом, так и на планировочное решение городской территории, особенно на его функциональное зонирование.

Сочетание климатических условий с другими природными факторами может создавать благоприятный или неблагоприятный микроклимат. Так, например, окружение всей городской территории или ее части горами, защищающими ее от сильных ветров господствующего направления, обычно создает лучшие по сравнению с открытой местностью микроклиматические условия. При слабых ветрах окружение горами может, наоборот, ухудшить микроклиматические условия из–за слабой проветриваемости, застоя воздуха и повышения температуры в летнее время. В пониженных, чашеобразных местах ночью скапливаются массы охлажденного воздуха, образуя так называемые «озера холода». При этом разница температур в пониженных местах и в более высоких частях территории иногда достигает 19–15^о, и даже в теплое время года могут возникнуть заморозки.

При рельефе территории, характеризующемся обширными склонами, простирающимися в различных направлениях, при всех прочих равных условиях предпочтение следует отдавать склону, обращенному на юг, юго–восток или юго–запад, поскольку микроклиматические условия склонов этой ориентации будут благоприятнее в отношении солнечного освещения.

По расчетным материалам К. Г. Берюшова и В. И Федынского поверхности территории в условиях географической широты Москвы (56^о с. ш.), имеющие уклон к югу в 0,04, получают солнечной энергии в декабре на 32 % больше, а склоны в 0, 08 – 73 % больше, чем горизонтальная поверхность. Склоны местности, обращенные к северу, теряют в декабре при уклоне в 0, 04 до 56 % солнечной энергии по сравнению с горизонтальной поверхностью, а при уклоне 0, 08 теряют в декабре 77 % солнечной энергии. В летние месяцы прибавка солнечной энергии для южных склонов менее выражена, например, в июле при уклоне 0, 04 она составляет только 1 %, а при уклоне 0, 08 – только 3 %. Северные склоны летом теряют всего лишь 2 %.

Потеря солнечной энергии северными склонами при уклоне 0,04 по отношению к южным достигает в декабре 74 %, а при уклоне 0,08 – до 87 %. Таким образом, территории, обращенные к южной половине горизонта, получающие больше солнечной энергии и облучаемые более длительное время, имеют неоспоримые преимущества для жизни и здоровья населения: жилые здания лучше прогреваются солнцем в холодный и переходные периоды года, самочувствие человека в них лучше; более длительная инсоляция помещений повышает работоспособность человека.

Следует иметь в виду, что большие города сами создают особые микроклиматические условия. Микроклимат городов отличается от климата внегородских территорий следующими особенностями:

- зимой и летом в городах теплее, а потому средняя годовая температура в них выше;

- абсолютная и относительная влажность воздуха меньше;

- ветер, уменьшая свою скорость, меняет направление, часто образуя завихрение;

- условия солнечной радиации хуже из-за менее прозрачной атмосферы, загрязненной аэрозолями и газами промышленных предприятий и автомобильного транспорта.

Активно действующими климатическими факторами являются инсоляция и радиация. Инсоляция – облучение предмета прямыми, неотраженными солнечными лучами, радиация – энергетическое действие прямых или рассеянных солнечных лучей.

Солнце является естественным мощным источником света с ультрафиолетовым излучением. Короткие фиолетовые и невидимые ультрафиолетовые лучи обладают наибольшей силой биохимического воздействия на человека, животных, растительность. Красные и инфракрасные лучи характерны тепловым воздействием.

Чрезвычайно большое значение имеет бактерицидный эффект ультрафиолетовых лучей, действие которых в борьбе с микробами не ограничивается только стерилизацией внешней среды, т.е. губительным действием непосредственно на бактерии и на бактериальные токсины, но проявляется и в повышении иммунобиологических свойств организма человека. Повышение иммунобиологических свойств организма делает его более стойким к инфекции, а в случае заболевания способствует быстрому выздоровлению.

Солнечный свет обеззараживает воду, убивает брюшнотифозную палочку, кишечную палочку и холерный вибрион, способствуя самоочищению рек и морей. В гигиенической науке и санитарной практике в качестве показателя загрязнения воды, почвы и т.д. принята кишечная палочка. Для гибели кишечной палочки при облучении ультрафиолетовыми лучами с длиной волны л=280-210 мкм требуется всего от 2 до 30 сек.

Теплоощущение человека определяется совокупностью трех основных климатических факторов: температуры воздуха, относительной влажности воздуха и скорости ветра. Повышение относительной влажности при той же температуре воздуха (при температуре свыше 8^о С) воспринимается как повышение температуры. Ветер, наоборот, при температурах, не превышающих температуру человеческого тела, действует охлаждающе. Для определения суммарного действия всех этих трех факторов служит специальный гигиенический показатель – эффективная температура.

Эффективной температурой называют температуру, которая давала бы при отсутствии ветра и при относительной влажности 100 % такое же теплоощущение, как определенные значения температуры относительной влажности и ветра.

Значения комбинаций температуры, относительной влажности и ветра, соответствующие эффективной температуре в пределах 16,7 до 20,6^оС, определяют условия, при которых большинство людей чувствуют себя наиболее комфортабельно; это так называемая «зона комфорта».

Большую роль в образовании микроклимата на различных поверхностях играет их способность отражения солнечной радиации. Отношение отраженной радиации к падающей носит название альбедо и обычно измеряется в %. В зависимости от характера поверхности альбедо колеблется в весьма широких пределах (по Н. Н. Калитину и Г. В. Шелейховскому):

Земля 4,5 Низкая трава 25

Булыжник 3 Высокая трава светлая 32

Асфальт черный 4 Листья березы 38

Бетон 8,5 «дуба 50,5

Кирпич красный 10 «осины 61,5

Серый песок 18 Старый снег 70

Мелкая галька 32 Свежий «81

Таким образом, растительный покров значительно увеличивает альбедо поверхности по сравнению с поверхностью, лишенной растительности, и особенно с поверхностью, покрытой булыжником и асфальтом. Особенно важно также, сто покрытая растительностью поверхность особенно сильно отражает длинные тепловые лучи. По измерениям Ангстрема альбедо покрытой растительностью почвы достигает для тепловых лучей 44 %. Поглощая днем меньшее количество тепловых лучей, покрытые растительностью поверхности настолько же меньше отдают тепла лучеиспусканием ночью. Зеленые насаждения, таким образом, являются мощным регулятором температурного режима местности.

При проектировании жилых районов и промышленных предприятий большое значение имеет направление господствующих ветров. Направление и скорость их должны также учитываться при установлении трасс городских улиц, являющихся основными каналами для проветривания города.

Выбор территории для размещения города. а также его планировка в сильной степени зависят от рельефа местности. Сложный рельеф затрудняет функциональное и строительное зонирование городской территории. выбор местоположения общегородского, а в больших городах и районных центров, жилых районов, промышленных предприятий, устройств внешнего транспорта, спортивных комплексов и других основных элементов города. Магистральные улицы приходится прокладывать по трассам, имеющим значительные продольные уклоны, а при трассировании по косогорам – и большие поперечные уклоны. Кроме того, на пересечениях улиц с оврагами строятся искусственные сооружения: мосты и трубы. Все это усложняет и удорожает строительство улиц. Вертикальная планировка городской территории также затрудняется, в ряде случаев возникает потребность в производстве больших земляных работ. При значительной влажности высотных отметок отдельных частей городской территории водопровод приходится строить с несколькими зонами и дополнительными насосными станциями. Таким образом, расположение города на местности со сложным рельефом удорожает его строительство и обычно увеличивает эксплуатационные расходы городского транспорта и сетей инженерного оборудования города: водопровода, канализации, тепловой сети и т.п.

Вместе с тем, сложный рельеф способствует живописности города, которая может быть усилена при творческом использовании естественного рельефа с применением средств архитектуры и инженерного искусства.

Много хлопот доставляет планировщику слабовыраженный плоский рельеф, при котором затрудняется устройство самотечной городской канализации бытовых и промышленных вод и отвод атмосферных вод. Приходится располагать подземные сети на большой глубине и сооружать напорные коллекторы с системой насосных станций. Плоский рельеф неблагоприятен и с точки зрения придания городу живописности.

В практике планировочного проектирования рельеф местности по своему характеру разделяется на равнинный, средний и сложный.

Равнинный рельеф характеризуется малой разницей высотных отметок повышенных и пониженных мест, отсутствием холмов и оврагов.

Средний рельеф характеризуется сочетанием водоразделов, долин, холмов, котловин, небольших оврагов и косогоров.

Сложный рельеф определяется резко выраженными крутыми склонами, глубокими долинами и оврагами, иногда горами. Разновидностью сложного рельефа является горный рельеф, представляющий собой сочетание высоких гор и ущелий с крутыми склонами.

Для строительства города наиболее удобен рельеф с уклонами, не превышающими 6 %. При таких уклонах возможно трассирование магистральных улиц с достаточно пологими продольными уклонами; сооружение зданий всякого рода и назначения не встречает затруднений в отношении вертикальной планировки окружающих территорий и самих строительных площадок.

Участки территории с уклонами в пределах от 6 до 12 % могут быть использованы под жилую застройку, обслуживаемую главным образом, сетью улиц с местным движением. Территории с уклоном более 12 %, как правило, используются под зеленые насаждения.

В горных условиях приходится использовать под жилую застройку территории с очень большими уклонами – до 30 %. В этих случаях принимаются особые приемы планировки и застройки: односторонняя застройка улиц, устройство улиц со сложным поперечным профилем и т.п.

Для нормального отвода поверхностных вод городская территория должна иметь уклоны не менее 0,4 %; при таких уклонах применяются асфальтобетонные и цементобетонные дорожные покрытия.

При разработке проекта планировки и застройки города необходимо тщательно изучить рельеф территории, как по картографическим материалам, так и в натуре. Выявляют наиболее интересные в высотном отношении участки территории, которые могут быть использованы для размещения важнейших элементов города: общегородского и районных центров, городских парков и спортивных комплексов, жилых районов, промышленных предприятий.

Гидрология имеет очень большое значение при выборе территории для размещения населенного места. Естественные водоемы – реки, озера, пруды – являются важными компонентами, формирующими план города, создающими совместно с зелеными насаждениями благоприятные микроклиматические условия. Водоемы используют для водоснабжения, организации водного транспорта, водноспортивных сооружений и мест отдыха населения.

Гидрологические обследования должны устанавливать: степень обводнения района – густоту и конфигурацию гидрографической сети, бассейны и условия питания рек, характеристику рек – длину, уклон, ширину долины, характер берегов с выявлением участков русла и берегов, подверженных подмыву и обрушению, ширину и глубину руслового потока, меандры, расход воды в межень и паводки, изменение расхода реки во времени (по месяцам, сезонам и годам), скорость течения, характер твердого стока реки, режим колебания горизонта воды (по месяцам, сезонам, годам), характеристику весенних и осенних паводков, их интенсивность и продолжительность, абсолютные отметки максимальных подъемов воды, границы затопления местности паводками различной повторяемости, время замерзания и вскрытия рек, продолжительность ледохода, толщину ледового покрова, химический и бактериологический состав воды, пригодность воды для питьевого и технического водоснабжения, существующее использование рек для судоходства и водоснабжения, характеристику водоснабжения, характеристику озер, плавней, лиманов, болот – площадь их распространения, происхождение и питание, глубины, запас воды, рельеф и литологический состав дна и берегов колебания уровня воды (по месяцам и годам) и определяющие их факторы, физико–химические свойства воды, время замерзания и вскрытия, толщину ледового покрова, существующее использование водоемов, возможность осушения болот и использования их территории для застройки; для территорий, расположенных на берегу моря, – режим приливов и отливов, береговых течений, колебания уровня воды, штормы и их силу в баллах, образование наносов, их режим и состав, качественную характеристику воды.

Инженерно–геологические условия в сочетании с характером залегания грунтовых вод определяют условия устойчивости сооружений и зданий, конструкции их фундаментов. Наличие неблагоприятных физико–геологических явлений требует при освоении территории под городское строительство проведения ряда комплексных планировочных и строительных мероприятий, в значительной степени отражающих городское строительство и неблагоприятно отражающихся на общей экономике строительства и эксплуатации города. Поэтому инженерно–геологические условия играют большую роль при проектирование населенного места.

Для выяснения инженерно–строительных условий освоения территории необходима ее инженерно–геологическая характеристика, что требует в ряде случаев проведения специальных инженерно–геологических изысканий, которые имеют своей целью выявить:

- геологическое строение территории;

- литологический состав грунтов;

- физико–геологические явления: оползневые явления, карст, просадочные явления в лессах и лессовидных грунтах, плывуны, сели, вечная мерзлота, сейсмичность, физико-геологические явления, связанные с деятельностью ветра и поверхностных вод;

- режим грунтовых вод и связь его с режимом открытых водотоков и водоемов;

- физические и механические свойства грунтов;

- возможности и способы использования подземных вод в хозяйственно–питьевых целях;

- наличие минеральных источников, их характеристику и возможность использования в лечебных целях;

- наличие полезных ископаемых, их распространение и характеристику с точки зрения возможности их промышленного использования с выделением месторождений строительных материалов, могущих быть использованными при городском строительстве.

По этим данным составляется инженерно–геологическая оценка территории, устанавливаются участки, пригодные для застройки в естественном состоянии, участки, которые могут быть использованы для застройки после проведения инженерно–мелиоративных мероприятий, и вовсе непригодные для застройки участки, которые могут быть использованы лишь под зеленые насаждения или в каких–либо других целях.

На основание инженерно–геологической оценки территории может быть проведено строительное зонирование территории по характеру и этажности застройки с учетом различных видов застройки в отношении расчетного сопротивления грунтов.

Состав необходимой документации по гидрологии и инженерно–геологической характеристике территории зависит от стадии планировочного проектирования.

Для характеристики инженерно–геологических условий при разработке генерального плана города составляются в масштабе основного чертежа:

а) геоморфологическая карта с показом на ней: основных форм рельефа; генезиса форм рельефа; всех физико–геологических явлений и процессов; характера склонов речных террас, их крутизны и пр.; элементов неогеотектоники; опорных буровых скважин, точек наблюдений и линий геологических разрезов;

б) геолого–литологическая карта, отображающая: геологический возраст и генезис первого от поверхности слоя после снятия почвенных и насыпных грунтов (иногда и покровных образований); преобладающий литологический состав пород в пределах первых 5–10 м глубины; возраст, генезис и литологию пород по опорным буровым скважинам на глубину до 15–20 м; контуры распространения слабых грунтов; линии геологических разрезов.

Литологическое расчленение пород на картах производится в соответствии с действующими нормативами, определяющими расчетные сопротивления грунтов;

в) гидрогеологическая карта, на которой показывается распространение водоносных горизонтов; глубина залегания первого от поверхности водоносного горизонта на период максимума при повторяемости в 10 лет; гидроизогипсы первого от поверхности водоносного горизонта, проведенные на период максимума, с указанием гидродинамического характера уровня (свободный, напорный); общие сведения о химизме грунтовых вод; общие сведения о характере водовмещаемых пород; опорные выработки с фактическим материалом по гидрологии; линии геологических разрезов.

При решении вопроса о целесообразности совмещения различных карт необходимо, чтобы совмещенные карты не были перегружены данными различного порядка, были наглядны и удобны для пользования. Для сопоставления карт с основным чертежом планировки города на них следует наносить контуры застраиваемой территории города и очертания его основных элементов: центра города, основных магистральных улиц, железнодорожных линий и т.п.

При составлении инженерно–геологической характеристики территории, прежде всего используются уже имеющиеся исследовательские и картографические материалы как государственного, так и ведомственного значения. Только после изучения этих материалов проводятся дополнительные полевые исследования по специальным программам, разрабатываемым с участием планировщиков. В этих программах должны быть определены и сформулированы вопросы, на которые инженерно–геологические документы должны давать ответ.

В процессе разработки генерального плана города составляется карта планировочных ограничений, в которой помимо особенностей природных условий территории учитывается наличие зон вредности промышленных предприятий, в пределах которых не могут быть размещены жилая застройка, общественные здания и места отдыха.

На стадии проекта детальной планировки инженерно–геологические материалы генерального плана города уточняются и углубляются с составлением дополнительных карт более крупного масштаба, соответствующего масштабу основного чертежа проекта детальной планировки.

Кроме того, составляются геологические профили, разрезы скважин и шурфов. Материалы по инженерно–геологической оценке территории, представляемой на этой стадии проектирования, по своему содержанию и объему должны быть достаточными для разрешения основных инженерных вопросов, таких, как: определение глубины заложения фундаментов, условий прокладки инженерных сетей, установления возможности устройства выемок и сооружения туннелей при транспортных развязках в разных уровнях и т.п.

Дата добавления: 2014-01-20