Градоэкологические предпосылки к застройке черноморских городов Краснодарского края с учетом тепло-ветровых процессов

Введение.

Экология атмосферной среды прибрежных городов напрямую зависит от тепло-ветровых процессов, которые формируются при облучении деятельной городской поверхности и прилегающих к городу склоновых горных территорий, а также морской акватории.

Материалы и методы.

В основу исследования положена комплексная методология изучения градоэкологических процессов атмосферной среды на макро- и мезоэкологическом уровнях градостроительного проектирования. Использовались современные компьютерные модели, применяемые в прикладной метеорологии ICON, GFS и GEM, а также графоаналитический метод построения трансформации купола загрязнений в течение суток, основанный на теплофизических и аэродинамических законах атмосферной среды и облучении деятельной поверхности застройки и окружающего ландшафта.

Результаты.

Представлена схема трансформации и перемещения купола атмосферных загрязнений, формируемого над городом в течение суток, в системе «горы - город - море». Доказано, что в теплое время года в первой половине дня зона максимального скопления негативных атмосферных примесей находится на территории предгорья склонов гор, обращенных на восток, к середине дня она сместится в центр города, а к вечеру максимальные загрязнения будут наблюдаться в прибрежной зоне. Представленная экологическая эффективность в градостроительстве на примере черноморских городов Новороссийск и Туапсе позволяет оценить степень влияния тепло-ветровых процессов в условиях сложного рельефа и морской акватории на трансформацию и перемещение купола атмосферных загрязнений с оценочной классификацией «удовлетворительно» в первую половину дня, «хорошо» в дневной и вечерний периоды.

Выводы.

Исследования представляют особую актуальность в южных городах, расположенных на побережье и граничащих с горной территорией. Главным градоэкологическим принципом планировочной организации при реконструкции, планировке и застройке городов и населенных пунктов, простирающихся на побережье, является механизм термодинамических и аэродинамических процессов атмосферной среды, выражающийся в виде бризовой и горно-долинной циркуляции, а также конвективных потоков, изучение которых позволило сформулировать практические рекомендации.

1. Белюченко И.С. Экология Краснодарского края (Региональная экология) : учебное пособие. Краснодар, 2010. 356 с.

2. Epifanio C.C., Rotunno R. The dynamics of orographic wake formation in flows with upstream blocking // Journal of the Atmospheric Sciences. 2005. No. 9. Pp. 3127-3150. DOI: 10.1175/jas3523.1

3. Simpson J.E. Diurnal changes in sea-breeze direction // Journal of Applied Meteorology. 1996. Vol. 35. Issue 7. Pp. 1166-1169. DOI: 10.1175/1520-0450(1996)035<1166:dcisbd>2.0.co;2

4. Wichink Kruit R.J., Holtslag A.A., Tijm A.B.C. Scaling of the sea-breeze strength with observations in the Netherlands // Boundary-Layer Meteorology. 2004. Vol. 112. Issue 2. Pp. 369-380. DOI: 10.1023/b:boun.0000027904.18874.75

5. Steyn D.G. Scaling the vertical structure of sea breezes revisited // Boundary-Layer Meteorology. 2003. Vol. 107. Issue 1. Pp. 177-188. DOI: 10.1023/ a:1021568117280

6. Porson A., Steyn D.G., Schayes G. Formulation of an index for sea breezes in opposing winds // Journal of Applied Meteorology and Climatology. 2007. Vol. 46. Issue 8. Pp. 1257-1263. DOI: 10.1175/jam2525.1

7. Сокольская О.Н. Учет тепло-ветровых процессов атмосферной среды при формировании градоэкологической структуры застройки в жарких штилевых и ветровых городах // Функция, конструкция, среда в архитектуре зданий : сб. тезисов докладов Всеросс. науч.-практ. конф. Москва, 2019. С. 141-142.

8. Мель И.В. Формирование тепло-ветрового режима жилой застройки городов // Актуальные проблемы природообустройства: геодезия, землеустройство, кадастр и мониторинг земель : мат. Междунар. науч.-практ. конф: сборник статей. Ижевск, 2017. С. 96-99.

9. Hardin A.W., Liu Y., Cao G., Vanos J.K. Urban heat island intensity and spatial variability by synoptic weather type in the northeast U.S. // Urban Climate. 2018. Vol. 24. Pp. 747-762. DOI: 10.1016/j.uclim.2017.09.001

10. Гиясов А.И., Тускаева З.Р., Гиясова И.В. Использование особенностей сложного рельефа для устойчивого развития горных территорий // Устойчивое развитие горных территорий. 2018. Т. 10. № 4 (38). С. 558-565. DOI: 10.21177/1998-4502-2018-10-4-558-565

11. Сокольская О.Н., Гиясов А.И. Градостроительное освоение сложного рельефа и морского побережья // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 7. С. 42-49. DOI: 10.33622/0869-7019.2019.07.42-49

12. Большаков В.В. Принципы градостроительной экологии в планировании территории // Архитектура, градостроительство и дизайн. 2019. № 2 (20). С. 10-16.

13. Гиясов А.И., Сокольская О.Н. Формирование городской застройки с учетом экологических факторов атмосферной среды в жарких маловетреных и штилевых климатических условиях : монография. Краснодар : ПринтТерра, 2016. 140 с.

14. Безуглая Э.Ю. Учет метеорологических условий и фоновой концентрации примесей для обеспечения чистоты воздуха в жилых районах города // Градостроительство и вопросы охраны окружающей среды. 1975. С. 76-81.

15. Самойлова Н.В. Методы по созданию природно-рекреационного каркаса поселений черноморского побережья // Научный вестник Крыма. 2018. № 4 (15). С. 13.

16. Оленьков В.Д. Учет ветрового режима городской застройки при градостроительном планировании с использованием технологий компьютерного моделирования // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2017. Т. 17. № 4. С. 21-27. DOI: 10.14529/build170403

17. Бакаева Н.В., Черняева И.В., Алгоритм оценки градостроительной деятельности на основе принципов биосферной совместимости // Градостроительство и архитектура. 2019. Т. 9. № 2 (35). С. 5-14. DOI: 10.17673/Vestnik.2019.02.1

18. Куролап С.А., Попова И.В., Сарычев Д.В., Клепиков О.В., Виноградов П.М. Оценка техногенного загрязнения воздушного бассейна и микроклиматической комфортности городской среды // Экологическая ситуация и риски для здоровья населения города Воронежа. 2018. С. 34-56.