Дождевая вода как перспективный ресурс общественных пространств

На сегодняшний день становится актуальным вопрос обустройства ландшафтной среды городов, особое место в организации которой занимает ресурс дождевой воды. Проанализируем европейский опыт управления данным ресурсом и перспективность его использования

Е. Кузнецова, Е. Барчугова, М. Бродач.

Градостроительные методы, применявшиеся в XX веке, в части проектов не учитывали естественный ландшафт, превращая города в «бетонные джунгли». На сегодняшний день постепенно происходит изменение в градостроительной политике, и вопрос обустройства ландшафтной среды городов и отдельных мест становится актуальным.

Особое место в организации ландшафтов занимает ресурс дождевой воды. Системы по ее использованию необходимы не только в рамках ресурсосбережения и экономии, но в том числе и как мера по управлению интенсивными потоками воды во время ливней, которые участились за последние десятилетия, и могут приравниваться к рангу стихийных бедствий по своему разрушительному для городов эффекту.

Программы по использованию дождевых вод

В Европе были разработаны директивные документы, такие как 91/271/ЕЕС «Об очистке городских стоков» или 2000/60/ЕС «Европейская водная директива», послужившие важным регулятором и стимулирующим фактором для переосмысления того, как вода в городе включается в процесс инновационного обновления среды и процессов в ней [1]. Принятие данных документов стало отправной точкой в изменении организации городских открытых пространств именно с позиции локализации дождевой воды по месту её выпадения, максимально возможного организованного сбора и рационального вторичного использования.

В мире существует большая вариативность программ по управлению дождевой водой. Так, в США развиты такие направления как экологическое управление ливневыми стоками (Ecological Stormwater Management – ESM), а также экологически щадящий подход к дизайну территории (Low Impact Design – LID), цель которого управление городскими ливневыми стоками. В Великобритании есть похожая программа – устойчивые дренажные системы (Sustainable Drainage Systems – SuDS), в Австралии развита технология управления ливневыми стоками (Water Sensitive Urban Design – WSUD) [2].

Преимущества рельефа с направленным стоком дождевой воды

Тотально ровная поверхность более не рассматривается как идеальная для организации городского ландшафта. В практику входит разработка проектов с использованием естественное рельефа территорий.

Возможен вариант создания искусственного рельефа с направленным стоком дождевой воды с помощью грунта, образующегося при рытье котлованов под жилые или общественные здания, что широко используется в международной практике (рис. 1). При создании насыпного ландшафта решается вопрос дорогостоящего вывоза «строительного» грунта за пределы квартала.

Пластика рельефа, обеспечивающего направленный сток воды, одновременно становится решающим фактором ухода от плоской монотонности поверхности земли в жилой застройке. При наличии перепада вертикальных отметок на участке пониженная часть открытого пространства может быть спроектирована как дождесборный участок ландшафта (рис. 2).

Использование углубленных участков на поверхности земли для сбора дождевой воды на городских улицах и площадях расширяет возможность удерживать большее количество воды, обеспечивая при этом гарантированно сухие полосы движения по возвышенным участкам поверхности. На одной из центральных площадей в районе Адлерсхоф в Берлине такое решение во многом способствовало созданию оживленной атмосферы вокруг кафе, где часто бывают студенты расположенного рядом Университета Гумбольдта (рис. 3) [1].

Факт обустройства подобных водоемов полезен не только как часть нового поколения инженерных решений, но и как радикальное преодоление комплекса парадности в обустройстве новых крупных комплексов административно-делового назначения. Естественность ландшафта, окружающего большие общественные здания, создает более демократическую среду, сокращая визуальное давление больших масс застывшего камня, бетона, стекла и металла на посетителей.

Рассмотренные примеры по включению воды в ландшафт позволяют переосмыслить использование жилых дворов и крыш домов в качестве поверхности организованного сбора воды с расширением диапазона её утилизации. Задача сокращения сброса выпадающих осадков в ливневую канализацию и превращение их в один из ресурсов для развития массы растительности становится преобладающей.

Дождевые сады

Один из компонентов управления городскими ливневыми стоками, который позволяет решать проблемы затопления территорий, а также загрязнения дождевых потоков являются дождевые сады.

Такие системы работают локально, то есть дождевую воду используют и очищают в месте возникновения, образуют систему «губок». Создание дождевых садов способствует увеличению биоразнообразия, созданию отдельных биоценозов, где протекают естественные биологические процессы. Такие биофильтры наряду с малыми реками и каналами являются мероприятиями адаптации города к изменяющимся природным условиям, обеспечивая уменьшения риска затоплений территории (рис. 4).

Сравнение затрат на проектирование и установку традиционных систем, отводящих дождевую воду, с расходами на устойчивые системы управления ливневым стоком однозначно показывает финансовую выгоду в последнем случае. Еще один плюс – отсутствие необходимости согласовывать какие-либо документы. Помимо этого уменьшается нагрузка на традиционные локальные очистные сооружения (ТЛОС) до 80–90 % от объёма поверхностных вод. Дождевой сад сам по себе является элементом ландшафтного дизайна, тогда как ТЛОС не могут быть установлены без специальной проработки.

Опыт Копенгагена по управлению ливнями

За последние несколько лет Копенгаген пережил сильнейшие ливни, самый мощный из которых прошел в 2011 году и нанес убыток свыше 6 млрд датских крон. Это подтвердило необходимость выработки мер по предотвращению последствий изменения климата: роста количества осадков и зимой и летом, увеличения числа ветреных дней, повышения уровня моря и т. д. Поэтому 25 августа 2011 года был принят план адаптации к изменению климата в Копенгагене. Одной из частей данного документа стал план управления ливнями (Cloudburst Management Plan), в котором были изложены методы, приоритеты и меры, рекомендованные для успешной адаптации к изменению климата, включая экстремальные осадки. Результатом стало переосмысление эксплуатации дождевой воды и модернизация канализационной системы.

Ключевая концепция программы – это разделение районов города на «зеленые и синие» области, рекреационную и водную инфраструктуру соответственно, а также создание системы разделения сточных и дождевых вод для уменьшения нагрузок на канализационную систему города.

План перспективного управления по адаптации к климату рассчитан на 20–30 лет. За этот период предполагается проложить 4 гигантских ливневых трубопровода для сброса воды в озера и гавани. Осуществление программы будет вестись, в первую очередь, на территориях с высоким риском затопления, районах, где возможна легкость реализации ввиду географического положения, районах реконструкции и городских территориях, где возможно объединение местных и общегородских инициатив.

С 2012 года было разработано порядка 300 проектов и 16 инициатив управления Cloudburst. На этой базе формируется банк решений, их которого впоследствии отбираются технологии для реализации согласно регламентирующему документу – Выбор метода реализации Техническим и Экологическим комитетами (Technical and Environmental Committees choice of method of implementation).

Рассмотрим проекты, реализуемые в рамках концепции плана адаптации к изменению климата в Копенгагене.

Проект реконструкции площади Тосинге1

Площадь Тосинге расположена в центре первого климатически устойчивого района в Дании. Функциональное деление представляет собой три зоны, отличающиеся по рельефу и степени увлажненности: холм, «тропический лес» и плаза. Каждая из частей задействована в адаптации прилегающего района к сильным дождям.

«Тропический лес» – это низинная часть площади с растениями, создающими экосистему, очищающую дождевую воду. Плаза оборудована приспособлениями для сбора воды:

— зонтикообразные конструкции служат водосбором при дожде и солнцезащитой в хорошую погоду,

— каплеобразные скульптуры на самом деле являются запасными резервуарами на случай сильных дождей,

— качающаяся платформа – это не просто качели, а помпа, которая нагнетает воду в каплеобразные конструкции (рис. 5).

Так в игровой форме постигается круговорот воды и ее свойства.

Рельефу площади уделено особое внимание: бассейн, в котором расположен «Тропический лес», во время ливней заполняется водой, стекающей по террасам, служащим в хорошую погоду ступенями. Плитки, выложенные уступами на плазе, создают естественный канал для отвода воды. Бордюрные камни вдоль проезжей части положены с разрывом для слива, в обочину вмонтированы трубы слива, замаскированные декоративными элементами.

Архитектурно-инженерное решение площади органично вписалось в контекст, подчеркнуло идентичность места, позволило эффективно управлять дождевыми ресурсами, а также стало площадкой для сбора местного населения и его полноценной социальной жизни.

Проект адаптации к климату парка Hans Tavsens и улицы Корсгаде2

Данный проект неразрывно связан с городской природой и социальной средой. Проектные решения базируются на синергии гидрологических, биологических и социальных циклов. В основу проекта легли три принципа: вода как ресурс, удержание воды и очистка вод озера.

Первый принцип напрямую связан с осознанием ценности воды. Создаваемые зеленые дворы и зоны орошаются за счет воды, накапливаемой в резервуарах, которые могут использоваться муниципалитетами для очистки и полива, а также школами как объекты для обучения.

Реализация мер по очистке воды заключается в создании в парке крупного открытого резервуара, способного удерживать 18 000 м3 воды, а также небольших резервуаров, обес-печивающих ежедневные нужды города и его жителей (рис. 6). В проекте предусмотрены различные сценарии работы водной системы района в зависимости от интенсивности дождя (рис. 7).

Две главные улицы района получают V‑образный профиль и оборудуются придорожными канавами, что позволит отвести к озеру дождевую воду с этих и прилегающих дорог. Очищение воды в озере происходит за счет рециркуляции: насос закачивает воду из озера в подземную трубу, выходящую на поверхность поблизости от церкви, затем вода самотеком направляется вниз по улице по обустроенным желобам канав. По пути дождевые воды очищаются через природные биотопы, которые вместе с передовыми методами фильтрации улучшают качество воды в озере [3].

Основные мероприятия по устойчивому управлению дождевой водой

В рамках устойчивого развития города необходима разработка мер по обеспечению экологических безопасности и санитарии, энергоресурсосбережения, сохранения и восстановления природной среды, а также экологизации строительства и воспитания экологического сознания городских жителей [4]. Из существующих на сегодняшний день мероприятий по устойчивому управлению дождевой водой при благоустройстве общественных пространств можно выделить следующие:

— устройство дождевых садов;

— уменьшение площади непроницаемых поверхностей;

— использование естественного рельефа территории;

— сохранение растительности участка;

— использование технологий проницаемых покрытий;

— устройство зеленых крыш и/или садов на крыше;

— совершенствование канализационных систем;

— установка резервуаров для аккумулирования и повторного использования дождевой воды.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что пересмотр отношения к использованию дождевой воды в городской среде способен изменить облик городов, постепенно уводя его от искусственной парадности и монументальности в сторону естественности и разнообразия. При этом экологический смысл освоения территории многократно возрастает.

ОБ АВТОРАХ

Кузнецова Е. А. – Учебно-научный центр «Архитектура и компьютерных технологии» (УНЦ АКТ) МАРХИ.

Барчугова Е. В. – кандидат архитектуры, доцент, профессор Учебно-научного центра «Архитектура и компьютерные технологии» (УНЦ АКТ) МАРХИ

Бродач М. М. – консультант по инженерному оборудованию, профессор кафедры «Инженерное оборудование зданий» МАРХИ (Государственная академия)

Литература

1. Нефёдов В. Дождевая вода как ресурс в ландшафте города (http://green-city.su/dozhdevaya-voda-kak-resurs-v-landshafte-goroda/) (25.03.2018).

2. Чибиряева С. В. Устойчивое управление дождевыми садами (www.scienceforum.ru/2016/pdf/25168.pdf/) (25.03.2018).

3. Трошина М. В ожидании дождя // Проект international. 2016. № 42.

4. Самойленко Н. Н., Байрачный В. Б., Шапорев В. П., Каклаускас А., Кофанова Е. В. и др. Экологически устойчивое развитие городов. Х.: Щедра садиба-плюс, 2015. 220 с.

5. Инженерное благоустройство городских территорий и транспорт: Методическое пособие для студентов специальностей «Архитектура» и «Дизайн архитектурной среды». Бишкек: КРСУ, 2007. 54 с.

6. Михайлова С., Бродач М. Дождевые сады как элемент системы устойчивого развития города
(http://zvt.abok.ru/articles/369/Dozhdevie_sadi_kak_element_sistemi_
ustoichivogo_razvitiya_goroda)

По материалам: http://zvt.abok.ru