Зелёная инфраструктура городов
(в продолжение о примате использования природы как инфраструктуры над техническими решениями)
Студентам я рассказываю, что решать проблемы контроля среды обитания и снижения риска опасных природных событий и стихийных бедствий (пожары, наводнения, засухи, пыльные бури и пр.) выгоднее и эффективнее за счёт так называемых экосистемных услуг (восстановления дающих их природных сообществ), чем дамбами, пожарной службой и другими техническими средствами. И вот этот подход стали осваивать урбанисты, создавая «зелёную» инфраструктуру городов для защиты от наводнений.
В связи с глобальными изменениями климата аномальное количество осадков фиксируется так часто, что постепенно становится нормой. С 2000 по 2010 год число наводнений в России выросло в 1,5 раза по сравнению с 1990-ми годами.
«Серая» инфраструктура — традиционные инженерные решения по борьбе с затоплениями — не справляется с новой реальностью. Поэтому мы предлагаем альтернативный подход — «зелёную» инфраструктуру, которая сможет адаптироваться к природным процессам, а не противостоять им.
Несмотря на то, что устройство дамб долгое время считалось эффективным решением, их использование имеет ряд негативных последствий. Создание «зелёной» инфраструктуры предполагает несколько ступеней защиты, определённые сценарии затопления и выведения воды из города и имеет значительно больше положительных эффектов.
Традиционный подход: недостатки «серой» инфраструктуры
Чем выше уровень дамбы, тем более разрушительны наводнения в случае её прорыва. Дамбы лишают водоток возможности естественного расширения и задержания в пойме, прогоняют его дальше, создавая угрозу поселениям, которые находятся ниже по течению и не имеют достаточной защиты от наводнения.
Если уровень воды в пространстве, ограниченном дамбой, повышается, то растут также масса, ускорение и сила воздействия потока на склоны. Это ведёт к эрозии, разрушению берегов и прибрежной инфраструктуры. При переливе дамба препятствует возвращению воды в русло, увеличивая продолжительность наводнения.
Дамба образует барьер между водой и сушей, уничтожая экосистемы: водно-болотные угодья и заливные луга. Эти территории необходимы для повышения биоразнообразия и улучшения экологической обстановки регионов. Они уменьшают загрязнение рек за счёт очистки поверхностного стока, увеличивают подпитку грунтовых вод, способствуют фильтрации отложений и загрязняющих веществ.
Дамба имеет ограниченную функциональность, но при этом требует дорогостоящего строительства, особенно для малых городов, с большим объёмом привозного грунта или других инертных материалов. Содержание дамбы — постоянные эксплуатационные расходы на ремонт и реконструкцию.
Альтернативный подход: эффекты «зеленой» инфраструктуры
Увеличение площади поймы создаёт пространство для разлива реки, что уменьшает уровень риска наводнений не только на прилегающей жилой территории, но и в населённых пунктах, расположенных ниже по течению. Вода также быстрее возвращается в русло, уменьшая продолжительность паводка. Восстановленные заливные луга помогают увести часть воды в почву.
Новые многофункциональные пространства в пойме реки используются всеми жителями города. Они играют роль общественных пространств, сельскохозяйственных угодий, а также могут объединять отдельные районы в единую городскую ткань с помощью устойчивой транспортной, вело- и пешеходной инфраструктуры.
Восстановление мест обитания животных играет важную роль в поддержании биоразнообразия, способствует улучшению экологической обстановки в регионах и укреплению здоровья горожан. Заливные луга и водно-болотные угодья впитывают и фильтруют поверхностный сток, попадающий в реки, и улучшают качество воды.
Данный подход позволяет уменьшить ущерб от наводнений во всех городах на реке. В отличие от монофункциональной инфраструктуры, которая используется исключительно при наводнениях, создание многофункционального пространства не требует дополнительных капитальных затрат на ремонт, за исключением ресурсов на поддержание ландшафта.
Ключевые составляющие «зелёной» инфраструктуры для защиты от наводнений:
Альтернативный подход: создание «зелёной» инфраструктуры на примере Тулуна
В 2019 году в Тулуне произошло одно из самых масштабных наводнений в современной истории России. Предотвращение таких бедствий возможно с помощью создания «зелёной» инфраструктуры. Расширение поймы реки Ия и включение затопляемых общественных пространств в городскую среду смягчат последствия будущих наводнений и создадут более безопасное пространство для жизни.
Тулун — город в Иркутской области, 40 000 чел.
Через центр города протекает река Ия, которая берёт своё начало в горной системе Восточного Саяна.
Наводнение 2019 года
В конце июня 2019 года река вышла из берегов, дамбы были прорваны, что привело к наводнению, в результате которого погибло 25 человек. В городе был введён режим чрезвычайной ситуации.
На основании анализа характера разлива воды во время наводнения, исторического и существующего рельефа возможны следующие решения зелёного подхода: открытие вторичных русел и ответвление потоков; увеличение ширины и глубины русел, которое может создать пространство для безопасного разлива во время паводков.
Открытие вторичных русел и дополнительных потоков позволит реке свободно проходить через город и одновременно выполнять роль линейных парков. За счёт искусственного понижения рельефа в пойме реки и появления дополнительных природных резервуаров пойма будет вмещать больше воды и служить территорией обитания для местной экосистемы.
Схема вторичных русел
Создание многофункциональных общественных пространств. Понижение рельефа и создание природных резервуаров для удержания воды может быть организовано там, где вода уже имеет тенденцию собираться. Новые территории пойм могут быть использованы для создания устойчивой общественной инфраструктуры или территорий сельского хозяйства и обеспечить возможности для экономического развития города.
Создание устойчивой инфраструктуры. Устойчивая дорожная сеть, вело- и пешеходная инфраструктура, связывающие районы города, защищены от критического поднятия уровня воды и могут функционировать в том числе во время наводнения.
Восстановление леса в водоразделе. Вырубка лесов в верховьях рек могла увеличить уровень наводнения, так как лесной покров способен удерживать осадки (синий пунктир — граница города). В период с 2000 по 2019 годы на этой территории бассейна реки Ия 11 тыс. га леса были потеряны (розовым). Его восстановление поможет снизить уровень наводнений в будущем.
Создание вторичных русел и дополнительных потоков позволит реке свободно проходить через город и одновременно выполнять роль линейных парков. За счёт искусственного понижения рельефа в пойме реки и появления дополнительных природных резервуаров она будет вмещать больше воды и сможет служить территорией обитания для местной экосистемы.
Адаптивный подход — что делать дальше?
По данным МЧС России, наводнения занимают первое место в стране среди известных стихийных бедствий по повторяемости, площади поражения территорий и суммарному среднегодовому ущербу. По числу человеческих жертв они занимают второе место после землетрясений. Наводнения — часть гидрологического процесса, который нельзя остановить, но к которому можно адаптироваться и уменьшить масштаб негативных последствий.
P.S. Всё вышеописанное — практический выход ранее ведшихся работ по ревитализации малых рек и около, которые поначалу представлялись чисто затратными и «нужными только экологам». Задолго до того, как это стало модно, подобные системы активно создавали в СССР для охраны здоровья трудящихся, см. Водно-зелёный диаметр Минска.
Водно-зелёная система Минска в 2017 году: зелёный цвет — водно-зелёный диаметр и Слепянская водная система; фиолетовый — планируемая Лошицкая водная система
Я думаю, что практически каждая из природоохранных практик, опробованных и оказавшихся успешными, может быть в какой-то из хозяйственных сфер более эффективной, чем использовавшиеся ранее технические решения. Например, сохранённые городские леса способствуют психическому здоровью, а для сердечников — на уровне, сравнимом с эффектом лекарств. Причём, важны именно ненарушенные экосистемы.
Ссылки:
«Зелёная» инфраструктура городов для защиты от наводнений
Необходимость учёта «экосистемных услуг» в экономике
Разбор популярных мифов про охрану природы
Наводнение в Иркутской области (2019)
Как связаны вырубка леса и наводнения, объяснил эксперт WWF
Наводнения / Главное управление МЧС России по Курганской области
Европейский опыт ревитализации малых рек
