CC BY
39
С.Н. Владимиров, к.т.н., доцент, ФГБОУ ВПО Московский Государственный машиностроительный университет
(МАМИ), Москва, Россия, e-mail: [email protected]
Л.С. Ермакова, к.т.н., доцент, ФГБОУ ВПО Московский Государственный машиностроительный университет (МАМИ), Москва, Россия, e-mail: [email protected]
Ю.С. Кудрявцева, старший преподаватель центра проектной деятельности, ФГБОУ ВПО Московский Государственный машиностроительный университет
(МАМИ), Москва, Россия, e-mail: [email protected]
ОБОСНОВАНИЕ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ГОРОДА ТУЛЫ
Тульская область является одной из самых индустриальных в центральном регионе России. Здоровье населения г. Тулы в значительной степени определяется состоянием загрязнения атмосферного воздуха. Атмосферный воздух над Тулой характеризуется высоким содержанием оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, бензола, формальдегида, взвешенных частиц, что подтверждает доминирующую роль автотранспорта в процессе загрязнения атмосферы. Без рассмотрения экологической реконструкции невозможно выбрать наиболее эффективный вариант планировки дорог, района, города, методологию градостроительства в целом.
Ключевые слова: автотранспорт, городское строительство, транспортные развязки, автомобильные заторы.
Tula oblast is one of the most industrial in the Central region of Russia. The health of the population of Tula is largely determined by the condition of air pollution. Atmospheric air over the Tula is characterized by a high content of carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, benzene, formaldehyde, particulate matter, which confirms the dominant role of road transport in the process of air pollution. Without consideration of the ecological reconstruction is impossible to choose the most effective variant of planning of roads, district, city, methodology of urban planning in General.
Keywords: transport, urban development, transport interchanges, road congestion
Тульская область является одной из самых индустриальных в центральном регионе России. Реги-
ональные экологические проблемы области обусловлены, прежде всего, тем, что на сравнительно небольшой
территории сконцентрировано большое число предприятий химической, металлургической промышленности, производства и распределения электроэнергии, автотранспорта, являющихся основными источниками загрязнения атмосферы.
Здоровье населения г. Тулы в значительной степени определяется состоянием загрязнения атмосферного воздуха. На процессы загрязнения и рассеивания вредных веществ влияют атмосферная циркуляция, микроклиматические особенности городской среды, антропогенные и естественные составляющие теплового баланса, формирование климатических условий города и др.
В условиях г. Тулы застройка постоянно изменяет свои свойства в ходе реконструкции, сноса ветхого жилья, нового строительства, ремонта и перекладки инженерных сетей, устройства транспортной инфраструктуры и т.д. За счет перераспределения составляющих теплового баланса в летний период года город оказывает большое климатическое влияние на собственную климатическую систему, чем зимой, а, следовательно, и большее влияние городской застройки на температуру воздуха и почвы, влажность воздуха, осадки.
Для Тулы, как и для других крупных промышленных мегаполисов, характерна тенденция к повышению температуры. Поле температуры в
городе ограничивается замкнутыми изолиниями одинаковой температуры - изотермами, которые создают на карте структуру, получившую название «острова тепла».
Городская застройка приводит к формированию зон застоя воздуха, при малых скоростях ветра препятствует турбулентному перемешиванию приземного слоя атмосферы и выносу тепла и вредных веществ в вышележащие слои. На рис. 1 графически представлены экспериментальные замеры температуры воздуха в различных районах города (10 апреля 2016 года, время 13-14 часов).
Экологическим следствием эффекта «острова тепла» является «смещение» территории города по своим климатическим характеристикам в юго-восточном направлении на расстояние до 100 км.
По причине отсутствия термической конвекции и слабого вертикального перемешивания воздуха при инверсии в приземном слое воздуха происходит накопление выброшенных автотранспортом и промышленными предприятиями химических веществ. При продолжительных инверсионных состояниях атмосферы концентрации вредных веществ повышаются до значений, превышающих ПДК для населенных мест, вызывающих химические ожоги растений, что особенно проявляется на придорожных территориях.
на окружной автомагистрали «Восточный обвод» +170С; - на ул. Оборонной, у дома № 100 + 18,50С; около дома №57 по ул. Советской +190С; -в районе площади Восстания (Центр города Тулы) +200С; X - температура воздуха на окружной автомагистрали «Восточный обвод».
Поле скорости ветра в условиях Тулы определяется шероховатостью подстилающей поверхности (городской застройки) и «островами тепла». Зоны застоя воздуха, создающиеся в отдельных дворах, чередуются со струйными течениями вдоль застроенных сплошным фронтом «каньонов» городских магистралей, а «погашенная» у поверхности зем-
Таблица 1
Показатели потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) (А.С.Курбатова и др., 2004, Климатические характеристики ...)
ПЗА Приземные инверсии Повторяемость, % Высота слоя перемешивания, км Продолжительность тумана, ч
Повторяемость, % Мощность, км Интенсивность, оС Скорость ветра,0-1 м/с В т.ч. непрерывно ряд дней застоя воздуха
Низкий 20-30 0,3-0,4 2-3 10-20 5-10 0,7-0,8 80-350
Умеренный 0,4-0,5 3-5 20-30 7-12 0,8-1,0 100-500 -
Повышенный континентальный приморский - 0,3-0,6 0,3-0,7 2-6 2-7 20-40 10-30 3-18 10-25 0,7-1,0 0,4-1,1 100-600 100-600
Высокий - 0,3-0,7 3-6 30-60 10-30 0,7-1,6 50-200
Очень высокий - 0,3-0,9 3-10 50-70 20-45 0,8-1,6 10-600
Рис. 1. Температурный столб
На рисунке показано, как изменяется температура приземного слоя атмосферного воздуха г. Тулы на расстоянии 1,5 метров от поверхности земли в разных частях города - от окраины к центру: 10 апреля 2016 года между 13 и 14 часами дня температура воздуха составляла: -
ли скорость ветра может компенсироваться усилением скорости ветра, обтекающего высотные здания.
В Туле скорость ветра (средние и экспериментальные величины) в центре города ниже, а температура воздуха выше, чем на периферии или за городом во все сезоны года (рис.1).
Комплексным показателем, характеризующим способность атмосферы рассеивать примеси, является потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), включающий комплекс метеофакторов (табл.1).
Частая повторяемость неблагоприятных условий, способствующих скоплению примесей в приземном слое атмосферы, указывает на высокий потенциал загрязнения атмосферы.
Загрязнение атмосферного воздуха приводит к мезоклиматическим изменениям на территории города. Городской округ Тула теплее фоновых территорий Тульской области, что свидетельствует об интенсивном тепловом загрязнении города и о высоких теплопотерях.
За последние 20 лет в атмосфере г. Тулы сменилось многолетнее преобладание сульфат-иона как кис-лородообразующего элемента на нитрат-ион, что свидетельствует о преобладающей роли автотранспорта в загрязнении атмосферного воздуха.
Атмосферный воздух над Тулой характеризуется высоким содержа-
нием оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, бензола, формальдегида, взвешенных частиц, что подтверждает доминирующую роль автотранспорта в процессе загрязнения атмосферы.
Без рассмотрения экологической реконструкции невозможно выбрать наиболее эффективный вариант планировки дорог, района, города, методологию градостроительства в целом (Юдинцев, Лобачев, 1986; Шульга, 1988; Черданцев, Максименко, 1991; Владимиров, 1996; Курбатова, Баш-кин, 2004-2005г. и др.). Необходимо разработать модели и зависимости, которые соответствовали бы имеющимся данным по измеряемым концентрациям примеси - СО на дорожном полотне и придорожной территории. Они могут быть использованы для определения зоны безопасности, где нецелесообразно проживание и работа людей, а также для определения концентрации загрязнений в производственных зонах.
Транспортная инфраструктура Тулы не может обеспечить оптимальную скорость движения на основных магистралях: средняя скорость движения автомобилей на многих улицах и проспектах города в часы «пик» составляет лишь 10 км/ч, что полностью парализует движение и увеличивает количество вредных выбросов.
Для Тулы ключевой задачей является совершенствование транс-
портных потоков и транспортных магистралей, так как увеличение средней скорости движения автомобиля линейно связано со снижением уровня загрязнения воздушной среды. Отсюда оперативная задача - построить такую систему управления транспортным движением, которая бы в течение короткого промежутка времени могла принимать решения по переброске либо по развязке «экологических пробок», обусловленных излишним скоплением автотранспорта на той или иной магистрали.
Транспортная планировка города во многом определяет режим движения автомобилей и может значительно снизить уровень загрязнения атмосферы. Транспортные развязки на разных уровнях, подземные тоннели и пешеходные переходы, магистрали-дублеры, кольцевые магистрали способствуют перераспределению транспортных потоков, уменьшают неравномерность движения.
Приемы застройки и планировки примагистральных территорий имеют большое значение, особенно если они ведутся с учетом преобладающих ветров, обеспечивающих хорошее проветривание застройки.
При одной и той же интенсивности движения наибольшее значение загрязнения воздуха фиксируется в районах плотной застройки высокими зданиями. Увеличение же расстояния между транспортной ма-
гистралью и жилой застройкой (ул. Вильямса, ул. Пузакова, ул. Ложевая) дает очень резкое снижение концентрации токсичных веществ.
Загрязнение атмосферного воздуха в результате работы автомобилей обусловлено тремя основными источниками: системой выпуска отработавших газов, системой смазки и вентиляции картера, системой питания.
На долю выхлопных газов приходится наибольшая часть (70-80%) вредных веществ, выделяемых автомобильным двигателем. В отработанных газах содержится более 280 различных химических соединений, из них 150 - производные углеводородов, обязанные своим появлением неполному или неравномерному сгоранию топлива в двигателе. Основными загрязняющими веществами в автомобильных выбросах являются такие вещества, как оксид углерода, диоксид углерода, оксид азота, те-траэтилсвинец, диоксид серы, диоксид азота, пыль, сажа и др.
Фундаментальные исследования, связанные с проблемой загрязнения атмосферного воздуха в городах, проведены многими учеными-исследователями: Амбарцумяном В.В, Бердляном М. Е., Виженским В.А., Владимировым С.Н., Гутниковым В.А., Ишковым А.Г., Луканиным В.Н., Соколовым Э.М. и другими. Однако, проблема защиты атмосферного воздуха не только не решена, а наобо-
рот, крайне обострилась в последние годы в связи с непрекращающимся ростом количества автотранспорта.
Несмотря на значительные конструктивные и технологические усовершенствования двигателей внутреннего сгорания, проведенные в последние десятилетия в нашей стране и за рубежом, сложилось общее мнение, что устранить токсичные продукты в отработавших газах автомобилей в принципе невозможно по причине циклического характера горения и малого времени на его завершение. Жидкие частицы бензина из-за отсутствия в них окислителя не могут участвовать в процессе горения, порождая лишь диоксины, сажу, канцерогенные вещества, смолы, полимеры и т.д.
Выхлопные газы автомобиля при солнечной погоде вызывают в атмосфере фотохимические реакции, в связи с чем растут концентрации формальдегида, являющегося канцерогеном.
В наиболее загрязненных частях города - ул. Советской, пр. Ленина, ул. Октябрьской и др. заболеваемость населения характеризуется увеличением в 1,5 раза (в сравнении со средними показателями по городу) распространенности болезней органов дыхания, бронхиальной астмы, эндокринной системы, болезней крови, нервной системы и органов чувств, мочеполовой и костно-мы-шечной систем.
Загрязнение атмосферы города отработавшими газами автомобилей достигло таких размеров, что дальнейшее наращивание автотранспортного парка недопустимо без существенного снижения вредных выбросов за счет перехода на более экологичные виды топлива, применения устройств для повышения полноты сгорания в ДВС, очистки и нейтрализации отработавших газов, совершенствования схемы организации дорожного движения.
Общая протяженность дорожных сетей в Туле составляет почти 700 км. Однако технические параметры некоторых улиц не соответствуют действующим нормативам и количеству транспорта. Изначально дороги проектировались из расчета 70-90 машин на тысячу жителей. Сейчас этот показатель достигает 400 автомобилей на тысячу человек. Как следствие, пропускная способность снижена, транспортные узлы перегружены (улицы Советская, Староникитская, М. Горького, Ложевая и др.). Другие проблемы дорожной сети - недостаточное количество дорог-дублеров, слабое развитие экологичных видов транспорта (трамваев, троллейбусов), высокая нагрузка на дороги из-за большого транспортного потока, загруженность магистралей маршрутными такси и др.
Для решения этих вопросов должен быть разработан комплекс мер,
которые помогут разгрузить городские улицы. Для снижения выбросов от автотранспортных средств необходимы следующие мероприятия:
1. Переход на более экологическое топливо, улучшение регулировки и контроля топливной аппаратуры и систем зажигания, устранение неисправностей основных деталей, механизмов и систем;
2. Переход на более эффективные способы и средства снижения токсичности выхлопных газов, с помощью применения нейтрализаторов для всех типов автотранспортных средств с двигателями внутреннего сгорания;
3. Развитие общественного городского транспорта, особенно электротранспорта без снижения скоростей движения автомобилей;
4. Разработка систем неотложных развязок, объездов, совершенствования регулирования движения, работы систем ливневого стока и качество покрытий дорожной сети;
5. Существенное увеличение озеленения города, с учетом ассортимента посадок, их конструкции и увязки с ландшафтом;
6. Усовершенствование систем мониторинга состояния воздушного бассейна Тулы на базе стационарных постов и передвижных средств.
Для решения транспортной проблемы необходимы масштабные меры, касающиеся планировки горо-
Рис. 2. Центральная часть города Тулы
да. Тула имеет лучевую планировку (Екатерининскую), где все улицы сходятся в центр (рис. 2).
В современных условиях всеобщей автомобилизации это создаёт запрограммированное скопление автомобилей на центральных развязках. Центр города перегружен многочисленными торговым центрами, административными учреждениями, плотность застройки максимальная, тем не менее, строятся всё новые объекты, создающие дополнительную, уже запредельную транспортную нагрузку: рядом с торгово-раз-влекательным центром на площади Ленина возводятся ещё два ТРЦ, а также на месте бывшего кукольного театра. Целый квартал жилых зданий построен во дворах жилых домов «сталинской» постройки по ул. Первомайская - проспект Ленина. Кроме того, готовы несколько строительных площадок для точечной застройки в самом центре города.
Современные жилые высотки и торговые центры оборудованы подземными парковками, автомобили их жильцов и клиентов будут стоять на оборудованных местах. Однако, ездить эти машины все равно будут по самому центру, там, где и так возникают регулярные пробки. Каждый торговый центр, каждое здание в центре Тулы - это дополнительные сотни и тысячи машин на уже переполненных улицах, дополнительная загазованность города и дополнительно потерянное в пробках время.
Одной из причин транспортных заторов является низкая дисциплина отдельных водителей. Недисциплинированные водители въезжают на перекрёсток, когда уже загорелся жёлтый или даже красный свет. В итоге, когда приходит время движения для транспорта с поперечной улицы, автомобиль останавливается на перекрёстке, перекрывая своей машиной весь транспортный поток.
Строительство в центре города гораздо выгоднее для бизнеса, но гораздо менее выгодно для горожан. Деловую активность необходимо выносить на незаселённые окраины, чтобы подъезд туда не пересекался с перегруженными развязками, как это сделано в случаях с торговыми центрами «Метро», «Леруа Мерлен», «Макси».
Центр города, по мере замены обветшавших домов, должен эволюционировать в сторону историко-куль-
турного и паркового пространства. На месте небольших строений, подлежащих сносу, нельзя возводить многоэтажные высотки и торгово-развле-кательные центры. Здесь необходимо разбивать парки и скверы, оборудовать парковки, детские площадки, пространство культурного отдыха.
Территория в границах ул. Лей-тейзена, Пушкинская, Колетвинова и Хомутовки 1-й выделяется Генеральным планом Тулы в виде особой многофункциональной зоны городского центра. Здесь сосредоточена большая часть административных и обслуживающих объектов города, театры, музеи, храмы, крупные магазины и торгово-развлекательные центры, финансовые учреждения и представительства компаний.
Главные задачи центра Тулы: возможность реализации административных функций не только в общегородском, но и в областном масштабах
- представительских, деловых, коммерческих, культурных, управленческих, туристических, жилых, информационных и прочих. Многофункциональность, культурное и средовое разнообразие зоны центра
- необходимые условия выполнения перечисленных функций. Основными направлениями комплексного градостроительного развития зоны городского центра должны стать:
- продолжение архитектурно-планировочного формирования
главных градостроительных узлов центра - набережной р. Упы, зоны, окружающей Тульский кремль, зоны пересечения радиальных и кольцевых элементов планировочной структуры центра. При проведении градостроительных преобразований особое внимание должно быть обращено зоне исторического ядра Тулы -самый важный элемент композиции городского плана, ограниченной ул. Советской. Крайне важным является нахождение правильных архитектурно-планировочных соотношений и баланса реконструкции, нового строительства, реставрационных работ и регенерации исторической среды;
- развитие системы центров по основным транспортно-планировоч-ным направлениям - просп. Ленина, ул. Оборонной, Демонстрации, Новокалужскому шоссе, ул. Рязанской, ул. Октябрьской, Епифанской, Кирова, Пролетарской, Металлургов, предусматривающих реконструкцию и благоустройство главных магистральных улиц, организацию многофункциональных общественно-жилых зон, организацию автостоянок, озеленение и ландшафтный дизайн улиц;
- комплекс мероприятий по оптимизации транспортного обслуживания: вывод транзитного движения за пределы центра, строительство транспортных развязок, строитель-
ство многоэтажных и подземных гаражей и автостоянок, развитие общественного транспорта;
- функциональное перепрофилирование ряда производственных площадок и автотранспортных предприятий (со значительными санитар-но-защитными зонами) с использованием их территории для размещения объектов обслуживания и жилья.
Список литературы:
1. Владимиров С.Н. Необходимость масштабной экологической оптимизации и реконструкции автомобильной и дорожно-транспортной системы г. Москвы. //Научный журнал «Городское строительство», №8, 2006 г.
2. Генеральный план муниципального образования город Тула (Утв. Решением Тульской городской Думы N5/94 от 10.12.2014).
3. Кононович Ю.В., Потапов А.Д. Основы экологического планирования градостроительной деятельности. - М.:МГСУ, 1999.
4. Курбатова А.С. «Ландшафтно-эколо-гические основы формирования градостроительных структур./Отв.ред. В.Н.Башкин. -Москва-Смоленск.: Изд-во Маждента, 2004.
5. Курбатова А.С. Экологические решения в Московском мегаполисе. /Курбатова A.C., Башкин В.Н., Мягков М.С., Савин Д.С. -Смоленск: Маджента, 2004.
6. Тимаков В.В. За Тулу, удобную для пешеходов и транспорта. // Засечный рубеж, №2-3, 2016.
