Инженерно-технический дизайн магистральных улиц с интеграцией элементов зеленой инфраструктуры

Введение. Климатические характеристики имеют ключевое значение в современной градостроительной практике. Увеличение количества атмосферных осадков «бросает вызов» устаревшим нормативным документам. Для повышения адаптационных возможностей городов к потеплению климата в 80-х гг. XX в. западными специалистами было предложено использовать зеленую инфраструктуру (ЗИФ). В нормативных документах РФ понятия, которое включало бы в себя применение науки и математики для решения проблемы подтопления городских пространств, еще не существует. Авторы предлагают свое видение решения обозначенной проблемы.

Материалы и методы. Дано авторское определение «инженерно-технического дизайна», указана разница между существующими видами действия в городской среде в этом вопросе, и выделены основные этапы внедрения данного определения в научную и практическую деятельность. Установлено, что часто подтапливаемые ливневыми водами городские территории в Москве — это магистральные улицы 2-го класса регулируемого движения в ЗАО. Проведен градостроительный анализ территории исследования с учетом климатических характеристик, обозначена роль ЗИФ и биоинженерных сооружений.

Результаты. Авторский расчет средней скорости потока ливневой воды в биоинженерном сооружении необходим для выбора размеров элементов ЗИФ, которые планируется разместить на территории. Скорость течения ливневой воды по непроницаемой поверхности почти в три раза выше, чем с сопротивлением почвы и растительности, в зависимости от уклона территории.

Выводы. Предложен вариант внедрения инженерно-технического дизайна на магистральной улице в Москве — Мичуринском проспекте, включающий дизайн-идею пространства с использованием структуры рукотворных биотопов. Ливневая вода аккумулируется и перераспределяется через биоинженерные сооружения, подпитывая растительность.

1. Zhao L., Li T., Przybysz A., Liu H., Zhang B., An W. et al. Effects of urban lakes and neighbouring green spaces on air temperature and humidity and seasonal variabilities // Sustainable Cities and Society. 2023. Vol. 91. P. 104438. DOI: 10.1016/j.scs.2023.104438

2. Huang Y., Stein G., Kolle O., Kübler K., Schulze E.D., Dong H. et al. Enhanced stability of grassland soil temperature by plant diversity // Nature Geoscience. 2023. Vol. 17. Issue 1. Pp. 44–50. DOI: 10.1038/s41561-023-01338-5

3. Кузнецов О.Л., Кузнецов П.Г., Большаков Б.Е. Система природа – общество – человек: устойчивое развитие. Дубна, 2000. 272 с.

4. Tharp R. Ecological Stormwater Management: Analysis of design components to improve understanding and performance of stormwater retention ponds: Dissertation. Burlington, University of Vermont, 2018. 158 p.

5. Harrisberg K. What are ‘sponge cities’ and how can they prevent floods? // Thomson Reuters Foundation. 2022.

6. Тугова Т.А. Инженерное благоустройство городских территорий и транспорт : методическое пособие. Бишкек : КРСУ, 2007. 54 с.

7. Голубятников И.В., Кухта М.С. Промышленный дизайн : учебник. Томск : Изд-во Томского политехнического ун-та, 2013. 310 с.

8. Гарнизоненко Т.С. Справочник современного ландшафтного дизайнера. Ростов-на-Дону : Феникс, 2005. 313 с.

9. Ларионов Г.А., Добровольская Н.Г., Кирюхина З.П., Краснов С.Ф., Литвин Л.Ф., Горобец А.В. и др. Влияние плотности почвы, сопротивления разрыву и инфильтрации воды на скорость разрушения межагрегатных связей // Почвоведение. 2017. № 3. С. 354–359. DOI: 10.7868/S0032180X17010099. EDN YIVCRR.

10. Тимофеев М.П., Кириллова Т.В. Метеорологический режим водоемов // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. Л., 1967. № 206.

11. Zaykova E. Formation methods of hybrid urban spaces in the historic city center // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 97. P. 01031. DOI: 10.1051/e3sconf/20199701031

12. Янковская Ю.С., Лебедева Е.Н., Лобанов Ю.Н. Природно-климатические и экологические аспекты в архитектурно-градостроительном проектировании и исследовании жилой среды // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 5 (82). С. 49–58. DOI: 10.23968/1999-5571-2020-17-5-49-58. EDN UAVNDR.

13. Лицкевич В.К., Конова Л.И. Учет природно-климатических условий местности в архитектурном проектировании : учебно-методические указания к курсовой расчетно-графической работе. М. : МАРХИ, 2011. 44 с.

14. Wang Y., Cadotte M.W., Chen Y., Fraser L.H., Zhang Y., Huang F. et al. Global evidence of positive biodiversity effects on spatial ecosystem stability in natural grasslands // Nature Communications. 2019. Vol. 10. Issue 1. DOI: 10.1038/s41467-019-11191-z

15. Тимофеева В.А., Жидкова Е.И. Влияние природно-территориальных условий местности на решение градостроительных задач // Инженерный вестник Дона. 2020. № 10 (70). С. 1–9. EDN NHKQZF.

16. Feofanova S.S., Zaykova E.Y. Territorial physical and mathematical model of stormwater management // E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 403. P. 04003. DOI: 10.1051/e3sconf/202340304003

17. Ampatzidis P., Cintolesi C., Petronio A., Sabatino S.D., Kershaw T. Evaporating waterbody effects in a simplified urban neighborhood: A RANS analysis // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodyna-mics. 2022. Vol. 227. P. 105078. DOI: 10.1016/j.jweia.2022.105078

18. Гуркина О.А. Санитарная гидробиология : краткий курс лекций. Саратов, 2016. 107 с.

19. Зайкова Е.Ю., Феофанова С.С. Зеленая инфраструктура как инструмент управления ливневыми водами // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 11. С. 1429–1452. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.11.1429-1452. EDN AIPUNV.

20. Ampatzidis P., Kershaw T. A review of the impact of blue space on the urban microclimate // Science of the Total Environment. 2020. Vol. 730. P. 139068. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139068

21. Charpentier O.E. Manning formula demonstration. 2018.

22. Manning R. On the flow of water in open channels and pipes // Transactions of the Institution of Civil Engineers of Ireland. 1891. Pp. 161–207.

23. Васильев Н.Н., Исаакян О.Н., Рогинский Н.О. и др. Технический железнодорожный словарь. М. : Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1941.

24. Глазунов Г.П., Кузнецов М.С. Эрозия и охрана почв : учебник. М. : Издательство Московского университета, 1996.

25. Feofanova S.S., Zaykova E.Y. Perspectives of green infrastructure in the city’s color design-code // E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 458. P. 07008. DOI: 10.1051/e3sconf/202345807008

26. Филько А. Визуальное восприятие образа города и методы его исследования // Урбанистика. 2015. № 3. С. 1–15. DOI: 10.7256/2310-8673.2015.3.16497. EDN UIYGZL.

27. Zaykova E.Yu. Healing landscapes in the multi-functional hybrid objects // Proceedings of the Annual International Conference on Architecture and Civil Engi-neering. 2019. Pp. 347–355.

28. Зайкова Е.Ю. Методы интеграции местных растений в биотопы промышленных зон // Успехи современной науки. 2017. Т. 2. № 5. С. 7–11. EDN YTAYJD.

29. Zaykova E. Strategies ensuring the Stability of Natural and Urbanized Biotopes in hybrid multifunctional objects // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. Vol. 1030. Issue 1. P. 012065. DOI: 10.1088/1757-899x/1030/1/012065

30. Зайкова Е.Ю. Природно-инженерный каркас города и ландшафта (исторические предпосылки и принципы формирования) : монография. М. : КУРС, 2023. 128 с.