Применение экотехнологий и оценка их эффектов в уличном благоустройстве Санкт-Петербурга

Санкт-Петербург – город вечных осадков, в связи с чем, практический каждый житель или гость сталкивался с проблемой подтопления на улицах города в период выпадения осадков.

Учитывая многочисленные осадки в городе и наводнения, с 1710 г. по указу Петра I одновременно с мощением улиц строились дренажные каналы. Устройство подземных кирпичных канализационных труб для ливневых стоков осуществлялось также при Екатерине II. Поэтому для города уличные пространства становились значимой системой для отвода образующихся в процессе осадков ливневых стоков.

На сегодняшний день уличное пространство приобрело новые функции. Улица стала показательным фрагментом городского пространства, эпицентром городской жизни, событий и культуры, который должен быть не только транзитным участком, но и местом притяжения.

Непрерывный рост урбанизации и застройки привели к замене естественных ландшафтов асфальтированными территориями. Нерегулируемый поверхностный сток, низкая мощность существующей ливневой канализации создаёт ряд проблем жителям некоторых районов: затопление улиц приводит к транспортному коллапсу, затрудняет движение пешеходов, приводит к поломке автомобилей, промоканию ног, порче обуви, болезням. Нахождение на залитой водой улице небезопасно. При движении по залитой водой проезжей части сцепление с дорогой уменьшается, что повышает риск дорожно-транспортных происшествий.

Существующая канализационная система не справляется с тем объемом воды, который образуется в пиковый период, наша система рассчитана на 7,2 мм, а осадков выпадает порой в 10 раз больше. Обостряет положение и климатические особенности города. По своему географическому положению он попадает в зону избыточного увлажнения и среднегодовой показатель суммы осадков составляет 653 мм. Для города также характерна высокая влажность воздуха, в связи с тем, что суммарное количество осадков (653 мм) превышает испарение (400 мм).

Исследовательская работа отражает внедрение инновационного международного подхода организации поверхностного стока в контекст Санкт-Петербурга, а именно внутри уличных пространств.

Международный опыт показывает, что наиболее эффективным приемом в регулировании поверхностного стока с минимальным вмешательством в серую инфраструктуру (подземные коммуникации) является применение LID-технологий.

Low Impact Design – способ экологически щадящего подхода к дизайну территории, ставящий своими целями управление городскими ливневыми стоками, увлечение и сохранение биоразнообразия, восстановление естественных режимов режимов.

К LID-технологиям относятся дождевые сады, зеленые крыши, вертикальное озеленение, разнотравные газоны и проницаемые покрытия.

Международные рекомендации организации уличных пространств определяют 4 основные концепции, одна из которых – «Green street», или, переводя в наши реалии, элемент антропогенного ландшафта. Именно в рамках этой концепции рассматривается применение LID-технологий для организации поверхностного стока.

Оценивая эффекты от применения LID-технологий внутри уличного пространства, можно выделить 3 основных: экономический, экологический и социальный.

Но самое главное, что LID-технологии не только экономически выгодны для города и социально-значимы для горожан, но и способны трансформировать его в рекреационный объект, делая его разнообразным и привлекательным для основных пользователей. Декоративные качества зеленых насаждений сглаживают впечатления от серых урбанистических пейзажей.

Для исследования были выбраны 3 участка:

• ул. Якубовича в исторической застройке
• ул. Книповича в сером поясе в промышленной зоне
• ул. Ленская в жилой застройке

Чтобы оценить возможность внедрения в город концепции «Green street» и LID-технологий выбраны критерии: рельефно-планировочная структура, функциональный баланс, благоустройство и дизайн (площадь покрытий и их проницаемая способность, площадь водосбора, уклон и образуемый объем вод), анализ зеленых насаждений.

Обобщая полученные данные в ходе обмеров, можно выделить общие черты участков:

1. Поверхностный сток транспортируется в одно место до дождеприемников за счет уклонов.
2. Внутри уличных пространств существует дефицит зеленых насаждений и отсутствует нижний ярус в виде кустарников, которые в свою очередь должны выполнять защитную функцию от вредных загрязняющих веществ и шума.
3. Отсутствуют системы отвода воды отдельно для каждого покрытия, что обуславливает высокую нагрузку на существующую систему отвода ливневых стоков.
4. Несмотря на наличие дождеприемников и уклонов, поверхностный сток не отводится полностью с территории из-за нарушения уклонов при строительстве, деформации покрытий, ошибках благоустройства, изношенности покрытий и несвоевременной уборке.
5. Газон находится выше дорожных покрытий, и при обильных осадках вымываемый грунт попадает на тротуар (это явление негативно сказывается на здоровье жителей: из вымываемого грунта испаряется влага, а сам грунт превращается в пыль и загрязняет воздух).
6. Большую часть площадей составляют покрытия, образующие чистый сток.

Чтобы оценить потенциал использования LID-технологий были внесены изменения в профили исследуемых улиц, изменена ширина полосы движения до минимальных рекомендуемых параметров в пользу газона, увеличена площадь проницаемых покрытий и применены зеленые крыши. Эти проектные предложения позволили значительно снизить количество образуемых стоков.

Исследование показало, то применение LID-технологий эффективно влияет на регулирование поверхностного стока. Дополнительный эффект создаёт отвод чистых сточных вод отдельно от грязных, в связи с тем, что наибольший объем образуемых вод – чистые воды, которые во много раз превосходят по количеству образуемые грязные воды, создавая дополнительную нагрузку на канализационную систему.

Существующая ливневая канализация, при правильных уклонах, чистых дождеприемниках, качественном и проницаемом покрытии способна хоть и не в полной мере, но поглотить образуемые воды на проезжей части, не приводя к серьёзным последствиям в часы пикового объема осадков.

Стоимость строительства ливневой канализации с применением LID- технологий и даже использования в проекте дорогостоящих зеленых крыш ниже, чем строительство только серой инфраструктуры. При внедрении LID-технологий уменьшается образуемый расход воды, что уменьшает требуемый для принятия вод диаметр трубы, а это приводит к снижению стоимости как материалов, так и обслуживания. Обслуживание закрытых систем водоотведения сложнее в виду использования дорогостоящей техники и сложности очистки, чем открытых или комбинированных.

Дополнительный положительный эффект создаст отдельный сбор стоков, который снизит негативное влияние от загрязненных вод с проезжей части на зеленые насаждения, почвы. Чистые стоки из резервуаров после фильтрации (дождевые сады, бетонные колодцы), в дальнейшем возможно вторично использовать. Тем самым поддерживая концепцию 3R (reduce, reuse, recycle). Т. е., LID-технологии позволят собирать атмосферные осадки, фильтровать и повторно использовать, например, для хозяйственных нужд (полив зеленых насаждений в ближайшем парке и пр.), тем самым снижая потребление вод из источников водоснабжения.

На уличных пространствах Санкт-Петербурга возможно применение дождевых садов, и их эффект зависит от объема резервуара. Но добиться 100% поглощения чистого стока в период интенсивных осадков будет проблематично из-за недостатка для этого площадей для размещения резервуаров. LID-технологии, обеспечивают сглаживающий эффект во время пиковых периодов. Стоки задерживаются в элементах LID-технологий, и с меньшей скоростью направляются к канализационной системе с меньшей силой нагружая ее.

Максимальное количество осадков, по которым проводились расчёты, выпадает изредка. Поэтому, LID-технологии могут нести несколько функций. Например, во время выпадения обильных осадков дождевой сад послужит резервуаром для принятия и отстаивания чистых образуемых вод с поверхностей, а во время ясных дней, как привлекательный рекреационный объект и местообитание для живых организмов (насекомые, птицы и др.).