«Зеленая» инфраструктура городов для защиты от наводнений

«ЗЕЛЕНАЯ» ИНФРАСТРУКТУРА ГОРОДОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НАВОДНЕНИЙ

«ЗЕЛЕНАЯ»
ИНФРАСТРУКТУРА
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 — «зеленую» инфраструктуру, которая сможет адаптироваться к природным процессам, а не противостоять им.

Согласно исследованию Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации — Мирового центра данных (ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД»)

К «серой» инфраструктуре относятся традиционные инженерные сооружения, такие как плотины, дамбы, системы ливневой канализации, трубопроводы. Название термина появилось благодаря бетону — материалу, который чаще всего используется для создания подобных конструкций.

«Зеленая» инфраструктура — это стратегически спланированная сеть природных территорий, интегрированная в городские и сельские территории, одной из ключевых целей которой является сохранение биоразнообразия и экологии.

ДВА ПОДХОДА К ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ
НАВОДНЕНИЙ

Несмотря на то, что устройство дамб долгое время считалось эффективным решением, их использование имеет ряд негативных последствий. Создание «зеленой» инфраструктуры предполагает несколько ступеней защиты, определенные сценарии затопления и выведения воды из города и имеет значительно больше положительных эффектов.

ТРАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД:
НЕДОСТАТКИ «СЕРОЙ» ИНФРАСТРУКТУРЫ

Серия исследований помогла подтвердить то, что инженеры утверждали более века: земляные дамбы, построенные вдоль реки, увеличивают риск наводнений для всех и особенно причиняют вред тем, кто живет на противоположном берегу от них.

Еще в 1985 году инженер Чарльз Эллет-младший написал доклад для федерального правительства, в котором предупредил, что из-за ограничения реки Миссисипи узким каналом вода «поднимается выше и течет быстрее», что ведет к усугублению наводнений.

Согласно исследованию ARUP, инвестиции в альтернативный подход могут обеспечить рекреацию, здоровье и социальную устойчивость при одновременной защите жилья, транспортной и другой критической инфраструктуры от наводнений.

Прибрежные экосистемы входят в число наиболее продуктивных экосистем мира. Находясь на разделе двух сред — земли и воды, где жизнь развивается наиболее интенсивно, водно-болотные угодья играют чрезвычайно важную роль в биосфере.

Согласно исследованию Национального института строительных наук(NIBS), каждый доллар, потраченный на смягчение последствий, экономит обществу в среднем 6 долларов — цифра, которая учитывает только избегаемые потери. Помимо этого альтернативный подход имеет преимущества в социальном плане: такая инфраструктура обеспечивает улучшение здоровья и эмоционально-психического состояния.

В 2002 году в в Нидерландах изучали вопрос о целесообразности альтернативного подхода и пришли к выводу, что это дает больше возможностей для контроля ситуации. Это значит, что меньше людей приходится эвакуировать в случае бедствия, и меньше ущерба наносится городской среде. Таким образом покрываются расходы на создание подобной инфраструктуры.

Чем выше уровень дамбы, тем более разрушительны наводнения в случае ее 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 ведет 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 счет 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 объемом привозного грунта или других инертных материалов. Содержание дамбы также ведет к постоянным эксплуатационным расходам на ремонт и реконструкцию.

ТРАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД:
НЕДОСТАТКИ «СЕРОЙ» ИНФРАСТРУКТУРЫ

УСУГУБЛЕНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ НАВОДНЕНИЙ

Чем выше уровень дамбы, тем более разрушительны наводнения в случае ее 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.

ЭРОЗИЯ СКЛОНОВ И РАЗРУШЕНИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Если уровень воды в пространстве, ограниченном дамбой, повышается, то растут также масса, ускорение и сила воздействия потока на склоны. Это ведет к эрозии, разрушению берегов и прибрежной инфраструктуры. При переливе дамба препятствует возвращению воды в русло, увеличивая продолжительность наводнения.

УНИЧТОЖЕНИЕ ЭКОСИСТЕМ

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 счет очистки поверхностного стока, увеличивают подпитку грунтовых вод, способствуют фильтрации отложений и загрязняющих веществ.

ДОРОГОСТОЯЩАЯ ИНФРАСТРУКТУРА

Дамба имеет ограниченную функциональность, но при этом требует дорогостоящего строительства, особенно для малых городов, с большим объемом привозного грунта или других инертных материалов. Содержание дамбы также ведет к постоянным эксплуатационным расходам на ремонт и реконструкцию.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПОДХОД:
ЭФФЕКТЫ «ЗЕЛЕНОЙ» ИНФРАСТРУКТУРЫ

УСТОЙЧИВОСТЬ К НАВОДНЕНИЯМ

Увеличение площади поймы создает пространство для разлива реки, что уменьшает уровень риска наводнений не только на прилегающей жилой территории, но и в населенных пунктах, расположенных ниже по течению. Вода также быстрее возвращается в русло, уменьшая продолжительность паводка. Восстановленные заливные луга помогают увести часть воды в почву.

РАЗВИТИЕ ОБЩЕСТВЕННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

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 и велопешеходной инфраструктуры.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭКОСИСТЕМ

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.

БОЛЬШИЙ ЭФФЕКТ ОТ ИНВЕСТИЦИЙ

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.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПОДХОД:
ЭФФЕКТЫ «ЗЕЛЕНОЙ» ИНФРАСТРУКТУРЫ

Увеличение площади поймы создает пространство для разлива реки, что уменьшает уровень риска наводнений не только на прилегающей жилой территории, но и в населенных пунктах, расположенных ниже по течению. Вода также быстрее возвращается в русло, уменьшая продолжительность паводка. Восстановленные заливные луга помогают увести часть воды в почву.

В Нидерландах, стране, находящейся почти полностью ниже уровня моря, был реализован ряд проектов по увеличению пойм и созданию большего пространства для разлива рек при высоком уровне воды в руслах.

Вычислено с помощью карты водостоков и потери лесопокрытой площади на основе методов дистанционного зондирования земли, компьютерной обработки данных Университета Мэриленда, спутника Sentinel-2, Landsat 7,8 и геоинформационной платформы Urbanmetrics КБ Стрелка.

Рассчитан как объем ВВП России (на 2018 г., в текущих ценах), который производится в городах, находящихся в зоне риска затоплений 10%. Валовые городские продукты определены ориентировочно на основе экстраполяции объемов валовых региональных продуктов относительно численности населения городов в зоне затопления 10%.

согласно World Resource Institute

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 и велопешеходной 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.

Лесной покров способен задерживать осадки уменьшая количество стока попадающего
в реки

4 КЛЮЧЕВЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ «ЗЕЛЕНОЙ» ИНФРАСТРУКТУРЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НАВОДНЕНИЙ:

Открытие вторичных русел на основе существующего рельефа уменьшает уровень воды во время наводнения

2.
СОЗДАНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОСТРАНСТВ

Во время наводнения, эти территории удерживают часть воды, и функционируют как общественные пространства
в остальное время

3.
СОЗДАНИЕ УСТОЙЧИВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Дорожная сеть и велопешеходная инфрастуктура которая функционирует как и в обычное время так и во время поднятия уровня воды

4.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛЕСА В БАССЕЙНАХ РЕК

Лесной покров способен задерживать осадки уменьшая количество стока попадающего
в реки

1.
ОТКРЫТИЕ ВТОРИЧНЫХ
РУСЕЛ

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПОДХОД: СОЗДАНИЕ «ЗЕЛЕНОЙ» 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 «зеленой» инфраструктуры. Расширение поймы реки Ия и включение затопляемых общественных пространств в городскую среду смягчат последствия будущих наводнений и создадут более безопасное пространство для жизни.

В городе Тулуне Иркутской области проживает около 40 000 человек. Через центр города протекает река Ия, которая берет свое начало в горной системе Восточного Саяна.

ГОРОД НА РЕКЕ ИЯ

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 введен режим чрезвычайной ситуации.

НАВОДНЕНИЕ 2019 ГОДА

На основании анализа характера разлива воды во время наводнения, исторического и существующего рельефа возможно открытие вторичных русел и ответвление потоков. Увеличение ширины и глубины русел может создать пространство для безопасного разлива во время паводков.

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.

Устойчивая дорожная сеть и велопешеходная инфраструктура, связывающие районы города, защищены от критического поднятия уровня воды и могут функционировать в том числе во время наводнения.

СОЗДАНИЕ УСТОЙЧИВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Вырубка лесов в верховьях рек могла увеличить уровень наводнения, так как лесной покров способен удерживать осадки. С 2000 по 2019 годы 11 тыс. га леса на этой территории бассейна реки Ия были потеряны. Его восстановление поможет снизить уровень наводнений в будущем.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛЕСА В ВОДОРАЗДЕЛЕ

Вычисленно с помощью карты водостоков и потери лесопокрытой площади на основе методов дистанционного зондирования земли, компьютерной обработки данных Университета Мэриленда,
и геоинформационной платформы городских данных КБ Стрелка.

ВОЗМОЖНЫЕ РЕШЕНИЯ ЗЕЛЕНОГО ПОДХОДА

ОТКРЫТИЕ
ВТОРИЧНЫХ РУСЕЛ

СОЗДАНИЕ
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОБЩЕСТВЕННЫХ
ПРОСТРАНСТВ

ГОРОД НА РЕКЕ ИЯ

В городе Тулуне Иркутской области проживает около 40 000 человек. Через центр города протекает река Ия, которая берет свое начало в горной системе Восточного Саяна.

РЕШЕНИЯ «ЗЕЛЕНОГО» ПОДХОДА ОТКРЫТИЕ ВТОРИЧНЫХ РУСЕЛ

На основании анализа характера разлива воды во время наводнения, исторического и существующего рельефа возможно открытие вторичных русел и ответвление потоков. Увеличение ширины и глубины русел может создать пространство для безопасного разлива во время паводков.

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 и велопешеходная 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. С 2000 по 2019 годы 11 тыс. га леса на этой территории бассейна реки Ия были потеряны. 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 счет искусственного понижения рельефа в пойме реки и появления дополнительных природных резервуаров пойма будет вмещать больше воды и служить территорией обитания для местной экосистемы.

В зонах паводка могут быть построены устойчивые к наводнениям общественные сооружения. Функциональное наполнение и материалы первых этажей позволяют им быть устойчивыми к погружению под воду и быстрому восстановлению после наводнения.

Во время обильных дождей и наводнений вода заполняет общественные пространства, которые также выполняют биофильтрацию поверхностного стока во время дождей и отводят осадки на уровень грунтовых вод. При этом оборудование общественных пространств должно быть выполнено из устойчивых к затоплению материалов.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПОДХОД ДЛЯ РОССИЙСКИХ ГОРОДОВ: 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.

(44,7% населения России) проживают в городах, находящихся в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

7 млн чел.

живут в домах, которые находятся непосредственно в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

43,3 трлн руб.

(51% ВВП России) — суммарный ВГП (валовый городской продукт) городов, находящихся в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

57%

городов России в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

64,6 млн чел.

(44,7% населения России) проживают в городах, находящихся в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

живут в домах, которые находятся непосредственно в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

43,3 трлн руб.

(51% ВВП России) — суммарный ВГП (валовый городской продукт) городов, находящихся в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

57%

городов России в зоне риска с ежегодной вероятностью затоплений в 10%

64,6 млн чел.

7 млн чел.

Пересмотреть зоны затоплений и создать стратегии перемещения жителей из зон затоплений в районы на возвышенностях

КАК СДЕЛАТЬ ГОРОДА БОЛЕЕ
УСТОЙЧИВЫМИ К НАВОДНЕНИЯМ?

Создать соответствующие стандарты застройки и адаптации существующих зданий в зонах риска затоплений

2.
СТАНДАРТЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Создать многофункциональные ландшафтные системы, базирующиеся на естественных гидрологических процессах

3.
«ЗЕЛЕНАЯ» ИНФРАСТРУКТУРА

Создать программу по сохранению и приумножению защитного лесного покрова в бассейнах рек, подвергающихся частым наводнениям

4.
ВОСТАНОВЛЕНИЕ
ЛЕСНОГО ПОКРОВА

1.
СТРАТЕГИЯ
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Пересмотреть зоны затоплений и создать стратегии перемещения жителей из зон затоплений в районы на возвышенностях

КАК СДЕЛАТЬ ГОРОДА
БОЛЕЕ УСТОЙЧИВЫМИ
К НАВОДНЕНИЯМ?

Создать соответствующие стандарты застройки и адаптации существующих зданий в зонах риска затоплений

2.
СТАНДАРТЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Создать многофункциональные ландшафтные системы, базирующиеся на естественных гидрологических процессах

3.
«ЗЕЛЕНАЯ» ИНФРАСТРУКТУРА

Создать программу по сохранению и приумножению защитного лесного покрова в бассейнах рек, подвергающихся частым наводнениям

4.
ВОСТАНОВЛЕНИЕ
ЛЕСНОГО ПОКРОВА

1.
СТРАТЕГИЯ
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Смягчение последствий наводнений — один из важнейших вызовов современной урбанистики. Такие проекты больше не могут считаться исключительно инженерной задачей, они должны быть также архитектурными, градостроительными и социальными. Вместо возведения дамб, которые имеют только одну функцию и отрезают город от воды, нам нужны решения, которые защищают город от экстремальных погодных явлений, эффективно интегрируются в городской контекст и экосистему, предназначены для всего города и несут пользу жителям, обеспечивают доступ к воде.

Другие материалы читайте на https://media.strelka-kb.com/

КОМАНДА ПРОЕКТА

ДЕНИС ЛЕОНТЬЕВ
Сооснователь и генеральный директор
КБ Стрелка
ДАРЬЯ ПАРАМОНОВА
Архитектор и генеральный директор
Strelka Architects
НАБИ АГЗАМОВ
Архитектор,
специалист в сфере устойчивого развития городов
ЕКАТЕРИНА КОРЧАГИНА
Архитектор
ЮЛИЯ КОНОНОВА
Архитектор
НАРИНЭ ФАРАМАЗЯН
Дизайнер

А также:
ОЛЬГА ГОРБЕНКО, ЕЛЕНА КОРОТКОВА, ОЛЬГА МЕЛЬНИКОВА, КАТЕРИНА АНДРЕЕВСКИХ, ДАРЬЯ УНИВЕРСАЛЮК, АРИНА МАРШАЛОВА, ПЕТР ТОРКАНОВСКИЙ, СВЕТЛАНА КАРТАШЕВСКАЯ