- •Н.В. Растрыгин, с.А. Алексеев
- •Содержание:
- •Введение
- •1. Геотехнические системы
- •1.1. Системы. Основные понятия
- •1.2. Структура систем
- •1.3. Состояние системы
- •1.4. Модели систем
- •1.5. Управление системами
- •1.6. Формирование геотехнических систем
- •1.7. Классификация и экологическая оптимизация геотехнических систем
- •Основные принципы и задачи оптимизации геотехнических систем
- •1.8. Оценка состояния и оптимизация геотехнических систем при их проектировании и эксплуатации
- •1.8.1. Оптимизация проектируемого техногенного объекта
- •1.8.2. Оптимизация действующего техногенного объекта
- •1.9. Мониторинг геотехнических систем
- •1.9.1. Основные базовые методы мониторинга в геотехнических системах
- •1.9.2. Основные принципы мониторинга геотехнических систем
- •1.9.3. Структура мониторинга
- •1.9.4. Информационная система мониторинга
- •2. Геотехническая система "Промышленное предприятие – окружающая среда"
- •2.1. Воздействие на приземной слой атмосферы
- •2.2. Характеристика загрязнения территории промышленной площадки
- •Неорганизованные источники загрязнения территории промышленной площадки
- •2.3. Характеристика загрязнения водных объектов
- •2.3.1. Загрязнение подземных (грунтовых) вод
- •2.3.2. Загрязнение поверхностных вод
- •3. Геотехническая система "Город"
- •3.1. Принципы формирования и динамика городских систем
- •3.2. Структура городских систем
- •3.2.1. Основные типы городских структур
- •3.2.2. Физико-географические условия формирования городских систем
- •3.2.3. Динамика городских систем
- •3.3. Город как геотехническая система
- •4. Оценка воздействия на окружающую среду и нормирование использования природных ресурсов.
- •4.1. Классификация загрязнений окружающей среды
- •4.2. Санитарно-токсикологические основы нормирования ингредиентных загрязнений
- •4.3. Основы нормирования параметрических загрязнений
- •4.4. Инженерно-экологические характеристики территории
- •4.4.1. Демографическая емкость территории
- •4.4.2. Репродуктивная способность территории
- •4.4.3. Геохимическая активность территории
- •4.4.4. Устойчивость территории к физическим нагрузкам
- •4.4.5. Экологическая емкость территории
- •4.5. Нормирование использования и состояния атмосферного воздуха
- •4.5.1. Рассеивание вредных веществ в атмосфере от стационарных источников
- •4.5.2. Расчет выброса вредных веществ автомобильным транспортом
- •4.6. Нормирование использования и состояния водных ресурсов
- •4.6.1. Нормирование водопотребления и водоотведения
- •4.6.2. Расчет предельно допустимого сброса вредных веществ
- •Расчет разбаления сточных вод при выпуске их в реки и каналы. Метод Фролова-Родзиллера
- •Расчет разбавления сточных вод при их выпуске в озера, водохранилища иприбрежную зону морей.
- •4.6.3. Оценка динамики и степени загрязненности грунтовых вод в зоне влияния техногенного объекта
- •4.7. Нормирование земельных отводов под промышленные объекты
- •Экономические основы природообустройства
- •5.1. Общие положения
- •5.1.1. Задачи экономики природопользования
- •5.1.2. Факторы экономического роста в природопользовании
- •5.2. Экономическая оценка природных ресурсов
- •5.2.1. Оценка природно-ресурсного потенциала
- •5.2.2. Методы оценки природных ресурсов
- •5.2.3. Индивидуальная оценка ресурсов Оценка земельных ресурсов
- •Оценка водных ресурсов
- •Оценка минеральных ресурсов
- •Оценка лесных ресурсов и древесины
- •Оценка стоимости времени
- •5.3.2. Оценка эффективности экономии материальных ресурсов
- •5.4. Определение ущербов от загрязнения окружающей природной среды
- •5.4.1. Классификация ущербов
- •5.4.2. Оценка ущербов
- •Население
- •Жилищно-коммунальное хозяйство
- •Промышленность и сельское хозяйство
- •5.5. Экономическая оценка инженерных мероприятий по защите окружающей среды
- •5.5.1. Оценка чистого экономического эффекта природоохранных мероприятий
- •5.5.2. Оценка методов очистки газовых выбросов
- •5.5.3. Оценка методов очистки сточных вод
- •5.5.4. Оценка методов утилизации отходов
- •5.5.5. Оценка конструкторских и технологических решений
- •5. Экономические основы природообустройства
- •5.1.Общие положения
- •5.1.1. Задачи экономики природопользования
- •5.1.2. Факторы экономического роста в природопользовании
- •5.2. Экономическая оценка природных ресурсов
- •5.2.1. Оценка природно-ресурсного потенциала
- •5.2.2. Методы оценки природных ресурсов
- •5.2.3. Индивидуальная оценка ресурсов
- •Оценка водных ресурсов
- •Оценка минеральных ресурсов
- •5.3. Экономическая оценка производственно-хозяйственной деятельности
- •5.3.1. Комплексная экономическая оценка
- •5.3.2. Оценка эффективности экономии материальных ресурсов
- •5.4. Определение ущербов от загрязнения окружающей природной среды
- •5.4.1. Классификация ущербов
- •5.4.2. Оценка ущербов
- •5.5. Экономическая оценка инженерных мероприятий по защите окружающей среды
- •5.5.1. Оценка чистого экономического эффекта природоохранных мероприятий
- •5.5.2. Оценка методов очистки газовых выбросов
- •5.5.3. Оценка методов очистки сточных вод
- •5.5.4. Оценка методов утилизации отходов
- •5.5.5. Оценка конструкторских и технологических решений
- •Список литературы
- •Экология техногенных объектов
- •Часть 2
- •Основы природообустройства
- •Учебное пособие
3. Геотехническая система "Город"
Любые населенные пункты неповторимы и оригинальны своей архитектурой и местоположением, особенностями формирования транспортно-экономических связей и сочетанием различных производств, составом населения и его образом жизни. Наиболее интересным для системного рассмотрения представляется город, т.к. в этом крупном поселении наиболее выпукло отражаются все структурные, экономические, природоохранные и информационные проблемы и особенности, но в то же время, он является и наиболее сложным объектом анализа.
В соответствии со СНиП 2.07.01-89 "Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений", городом следует называть населенный пункт с численностью населения не менее 12 тысяч человек, при условии, что не менее 75% жителей занято не сельскохозяйственной деятельностью.
Высокие компактность, плотность освоения территории, коммуникационная насыщенность городского пространства, обусловленные экономией затрат и нуждами обороны, являются наиболее рано сформировавшимися и потому определяющими характеристиками города.
Понятие городской агломерации неоднозначно. Хотя природа формирования этого явления достаточно изучена и может быть отражена следующим тезисом: крайне высокая степень концентрации различных видов деятельности приводит к тому, что ресурсов города становится недостаточно, в результате возникают сложные системы срастающихся поселений, в которых сосредоточиваются сотни тысяч, а иногда и миллионы людей.
Исследования городских систем, как эволюционно возникших совокупностей взаимосвязанных природных и искусственных (техногенных) составляющих, объединенных в некоторое территориально-пространственное единство, следует осуществлять на основе анализа динамического равновесия информационных и материально-энергетических характеристик с учетом законов саморазвития и саморегуляции, построения и иерархического функционирования.
Город формируется на базе конкретных объектов приложения труда, имеющих многофункциональный характер, его облик в значительной степени определяется традиционными формами трудовой деятельности, которые можно представить как совокупность технологий производства, быта, обслуживания и отдыха []. Главенствующая роль среди них принадлежит технологиям процесса производства. Каждый вид указанных технологий предполагает использование материально-энергетических ресурсов с целью получения той или иной продукции или услуги населению, в результате чего наблюдается образование побочных продуктов, загрязняющих окружающую среду, т.е. отходов производства и быта.
Прежде чем приступить к анализу города как геотехнической системы, рассмотрим основные принципы формирования и динамики городских систем.
3.1. Принципы формирования и динамика городских систем
В экономике термин "агломерация" означает территориальное совмещение, концентрацию на одной территории промышленных предприятий. Этот процесс характерен и для скопления населенных пунктов, создающих различные по структуре и форме природно-техногенные образования.
Для развития городских агломераций характерны следующие явления []:
наращивание городских образований, включающих в себя расширяющиеся ядра, вовлекающие в сферу своего влияния новые территории;
концентрация больших масс населения;
интенсивное развитие пригородов и перераспределение населения между городами-центрами и пригородной зоной;
привлечение сельского населения к несельскохозяйственной деятельности;
маятниковые миграции и передвижения людей в пределах агломерации на работу, к местам отдыха и культурно-бытового обслуживания.
Эти явления отражают объективных процесс роста и концентрации производительных сил, усиление контрастности расселения, сосредоточения многих видов деятельности в наиболее эффективных для их развития условиях, определяемых как правило, экономическими факторами. При этом происходят постоянные изменения в пространственной форме расселения.
Американский географ Ч.Колби в конце 30-х годов ХХ века предложил модель пространственного расселения, основу которой составляет положение о противоборстве и временном равновесии центробежных и центростремительных сил пространственного расселения []. Центробежные силы вызывают перемещение тех или иных функций городской системы из центральных районов города к его периферии. К ним можно отнести любые факторы, снижающие выгодность расположения в центральной зоне, такие как: высокие цены на земельные участки и другое недвижимое имущество; высокие налоговые ставки; заторы и пробки на транспортных магистралях и связанные с ними высокие транспортные издержки; трудности с территориальным расширением предприятий; стремление владельцев избежать жалоб населения, вызванных соседством инженерных коммуникаций и площадок и т.д. Кроме того, эти силы включают в себя и факторы, увеличивающие перспективность периферийных зон, например, возможность приобретения большого участка земли по сравнительно низким ценам; более удобные в некоторой степени транспортные условия; различные положительные свойства территории местоположения (ровные, хорошо дренированные участки, близость к источникам водоснабжения и др.); возможность установления контроля над достаточно обширными территориями и т.п.
Центростремительные силы направлены к центральной зоне города, для которой типичны многообразие и сложность городских функций (от администрированных до торговых), а в крупных городах еще и многоярусность использования пространства (начиная с цокольных или подвальных помещений и заканчивая высочайшими пространствами небоскребов). Сущность указанных сил можно охарактеризовать пятью группами факторов []:
привлекательность местоположения включая такие особенности, как наличие переправ через водные объекты, близость к побережью и другие преимущества архитектурно-природной среды;
функциональная выгодность территории, определяющаяся в основном тем, что центральная зона города, в особенности крупного, выполняет роль естественного центра уже не только самого населенного пункта, но и прилегающего района, а в некоторые случаях группы районов или региона в целом;
взаимное притяжение функций, в результате которого образуется административно-правовое экономическое пространство;
престижность территории, определяемая совокупным действием функциональных факторов и факторов моды;
культурно-историческая значимость, формирующая желание части населения проживать вблизи исторических, культурных и образовательных центров, таких как музей, театры, библиотеки, ВУЗы и т.д.
Центробежные и центростремительные силы постоянно противоборствуют друг с другом, но растущая в последнее время роль транспорта ослабляет влияние последних. Кроме того, социально-культурные и торговые предприятия, расположенные в периферийной зоне обладают тем же количеством клиентов, что и в центральной (а в некоторых случаях, и большим). Развитие грузового автотранспорта снижает зависимость промышленных объектов от монополии железных дорог.
В большинстве городов противоборство указанных сил приводит к разделу функций между центром и периферией. Иногда в центральной зоне сохраняются только управленческие и социально-культурные функции, а производственные функции перемещаются в периферийную зону, где образуют макро-, мезо-, и микропромышленные комплексы.