Города-губки. Учимся у природы

В естественной среде дождевая вода впитывается почвой и всасывается растениями, попадает в водоемы, а затем испаряется и охлаждает воздух, поэтому люди так комфортно чувствуют себя в лесу или на зеленом берегу (рис. 1). Но в городах вода не может проникнуть через асфальт, бетон, сталь и стекло (рис. 2) и попадает в ливневую канализацию, откуда безвозвратно выводится в водные объекты, загрязняя их. Из-за этого во время сильных и продолжительных дождей (или активного снеготаяния) в городах случаются наводнения, а в сухую погоду особенно тяжело переносится жара (рис. 3). И это особенно актуально в условиях современных изменений климата с ростом температуры и количества осадков, когда имеющиеся системы ливневой канализации уже не справляются с потоками попадающей в них воды.

Рис. 1. Круговорот воды в природе [16]

Рис. 2. «Серая» инфраструктура города [17]

Рис. 3. То наводнение, то засуха в Китае [4, 27]

Поэтому профессор Пекинского университета Кунцзян Юй (Kongjian Yu) предложил вместо очень дорогого переустройства и расширения систем ливневой канализации строить новые или модернизировать существующие города или их районы таким образом, чтобы они начали функционировать «как губки».

Концепция «городов-губок» основана прежде всего на устойчивой дренажной системе за счет «зелено-голубой» инфраструктуры, то есть на использовании ландшафтных решений – на создании и увеличении площадей и количеств таких биодренажных систем, как озелененные крыши и фасады зданий (рис. 4), дождевые сады вдоль дорог, газоны, скверы, бульвары, парки (рис. 5), а также на устройстве городских водоемов, искусственных водно-болотных угодий, фильтрационных бассейнов и т. д. Более того, могут создаваться водопроницаемые покрытия дорог и тротуаров (рис. 6 –10).

Рис. 4. Озелененные крыша и фасад в Германии [13, 14]

Рис. 5. «Парки-губки» в Шанхае и в провинции Хайнань (Китай) [18, 21]

Рис. 6. Дорожка, вымощенная дренажным бетоном [5]

Рис. 7. Дорожка, вымощенная водопроницаемым покрытием Porous Pave из переработанной старой резины, гранитного заполнителя и жидкого связующего [7]

Рис. 8. Дорожки, вымощенные водопроницаемым кирпичом [6]

Рис. 9. Дорожка, вымощенная тротуарной плиткой, уложенной на песок (вода проникает через стыки между плитками) [2]

Рис. 10. Дорожка, вымощенная водопроницаемой плиткой «ЛУЖИНЕТ» [27]

При системном подходе все это поможет создать необходимый круговорот воды в масштабе всего города и решить его экологические проблемы – справиться с наводнениями, засухой, сильной жарой, нехваткой воды и загрязнением водоемов, а также увеличить биоразнообразие, количество и красоту природных ландшафтов в пределах мегаполисов.

Методы поглощения, фильтрации, хранения и очистки дождевой воды в «городе-губке» позволяют не выводить ее за пределы города через ливневую канализацию, а полностью использовать для создания условий, комфортных для проживания, работы и отдыха. Это помогает избегать наводнений во время сильных дождей и при этом сохранять влагу, которая будет испаряться и охлаждать воздух при жаркой погоде. Кроме того, можно собирать, накапливать и очищать дождевую воду (например, в подземных резервуарах, рис. 11), чтобы затем использовать ее для орошения в сухую погоду, для технических и бытовых нужд и т. д. Но все же в «городах-губках» не придется строить такие гигантские и безумно дорогие противопаводковые коллекторы, спасающие города в сезоны дожей и тайфунов, как, например, в Японии (рис. 12)

Рис. 11. Пример системы для сбора, очистки, хранения и использования дождевой воды [19]

Рис. 12. Крупнейший в мире подземный противопаводковый коллектор в японском городе Касукабе, представляющий собой гигантскую разветвленную систему тоннелей и резервуаров размером с восьмиэтажные дома для сбора воды во время разливов рек из-за сильных ливней и тайфунов с ее последующей перекачкой в реку Эдо [20]

Таким образом, основные цели превращения городов в гигантские «губки» – это смягчение экстремальных погодных условий и предотвращение связанных с ними стихийных бедствий.

Активнее всего модели «городов-губок» развивают в Китае и Германии, но постепенно к этой технологии подключаются и в других странах (в США, Канаде, Перу, Австралии, Сингапуре, Кении, Бангладеш и пр.).

В столице Германии Берлине уже более 18 тысяч крыш и множество фасадов прекрасно озеленены. То же наблюдается и во многих других немецких городах (см. рис. 4).

В Китае концепцию «городов-губок» начали реализовывать с 2000 года, но наводнение в Пекине 21 июля 2012 года (когда погибло 79 человек, пострадало более 1,6 млн человек, было разрушено более 8,2 тыс. домов, эвакуировано почти 57 тыс. человек, а общий ущерб составил более 10 млрд юаней, или 1,6 млрд долларов США) побудило высшие власти вывести эту концепцию на уровень общенациональной политики. Китайский институт строительных стандартов и исследований создал cтандартную систему проектирования и строительства «городов-губок». Началось с крупных пилотных проектов в 16 китайских городах в 2015 и 2016 годах. На них в сумме было выделено 12 млрд долларов. К 2030 году планируется превратить в «губки» 80% городских районов в мегаполисах с «повторным» использованием до 70% дождевой воды, на что в сумме уйдет 230 млрд долларов (на одну пятую – за счет государства, а в остальном – за счет средств от частных инвесторов). Сейчас эту технологию применяют уже более чем в 30 городах Китая, включая Шэньчжэнь, Тяньцзинь, Пекин, Ухань, Сямынь, Чунцин, Харбин, Линган, Шанхай и провинцию Хайнань (см. рис. 5, рис. 13).

Рис. 13. Город Санья на китайском острове Хайнань (автор фото: Аптикаева Г.Ф.)

Но даже тем мегаполисам, которые не испытывают слишком больших проблем от неблагоприятных изменений климата или резких изменений погодных условий, было бы полезно изучить и использовать на практике возможности природных экосистем сохранять температурный баланс и такой ценный ресурс, как дождевая вода, создавая полезную для городской экологии «сине-зеленую» инфраструктуру.

Кстати, старую часть Зеленоградского административного округа города Москвы, которая начала строиться еще в конце 1960-х годов, вполне можно было бы отнести к «городам-губкам». Это уникальный случай в истории советского градостроительства. Здесь широко озелененные жилые кварталы, улицы, площади, фонтаны и предприятия перемежаются с рощами, лесами, прудами, озерами и ручьями.

Рис. 14. «Старый город» Зеленоградского административного округа города Москвы. Вид из окна жилого дома (автор фото: Аптикаева Г.Ф.)

Рис. 15. Благоустроенный для прогулок лес в самом центре «Старого города» Зеленоградского административного округа города Москвы. Вид из окна жилого дома (автор фото: Аптикаева Г.Ф.)

При правильном выполнении инженерных изысканий для анализа участков, тщательном проектировании, ответственном подборе растений и пр. биодренажные системы («губки») могут хорошо функционировать даже в районах с холодным климатом. Это принесет массу пользы для хорошего настроения и здоровья жителей.

Отметим, что в ближайшее время редакция журнала «Геоинфо» планирует опубликовать ряд переводных статей по поводу развития и практического применения концепции «городов-губок».

ИСТОЧНИКИ

1. argumenti.ru/zharkoye_iz_blogov/2021/09/738336.

2. bazilika-stroi.ru/pravila-ukladki-trotuarnoj-plitki/.

3. bigpicture.ru/navodnenie-posle-zasuxi-v-kitae/.

4. bigpicture.ru/navodnenie-v-kitae/.

5. build-experts.ru/preimuschestva-drenazhnogo-betona-dorozhek-osobennosti/.

6. building-tech.org/%D0%A1%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE/kak-zashchytyt-goroda-ot-navodnenyy---%C2%ABgorod-kak-gubka%C2%BB.

7. econet.ru/articles/165069-razrabotana-tehnologiya-sozdaniya-dolgovechnogo-dorozhnogo-pokrytiya.

8. econet.ru/articles/177697-goroda-gubki-budut-nalazhivat-mikroklimat-v-germanii-i-kitae.

9. ecosphere.press/2021/11/26/goroda-gubki-pomogut-borotsya-s-navodneniyami-i-zasuhami/.

10. en.wikipedia.org/wiki/July_2012_Beijing_flood.

11. en.wikipedia.org/wiki/Kongjian_Yu.

12. en.wikipedia.org/wiki/Sponge_city.

13. engineering-ru.livejournal.com/531697.html.

14. hi-news.ru/technology/sponge-city-gorod-budushhego-kotoryj-zashhitit-ot-navodnenij-i-zhary.html.

15. kommersant.ru/doc/4141342.

16. o-nashey-planete.ru/gidrosfera-zemli-i-ee-osnovnye-chasti/.

17. pxhere.com/ru/photo/1410481.

18. ru.futuroprossimo.it/2021/09/citta-spugna-cosa-sono-come-funzionano-e-perche-ci-salveranno/.

19. ru.greening-solution.com/product/stormwater-storage-module-rainwater-harvesting-tank-system/.

20. ru.wikipedia.org/wiki/Токийский_противопаводковый_коллектор.

21. strelkamag.com/ru/article/gubchatyi-gorod.

22. tass.ru/plus-one/4625111?utm_source=yandex.ru&utm_medium=organic&utm_campaign=yandex.ru&utm_referrer=yandex.ru.

23. travelask.ru/blog/posts/12447-gorod-gubka-kak-spastis-ot-navodneniya-i-sohranit-lishnyuyu.

24. trends.rbc.ru/trends/green/606dbd429a7947becb920e66#:~:text=Серая%20инфраструктура%20—%20это%20инженерные,рассчитана%20с%20учетом%20изменения%20климата.

25. vo-da.ru/articles/livnevoy-stok-prom-predpriyatiy.

26. yandex.ru/images/search?text=Китай.%20Линган.%20Водопроницаемые%20мостовые%20и%20тротуары%20фото&stype=image&lr=213&source=serp&pos=23&img_url=http%3A%2F%2Fsc01.alicdn.com%2Fkf%2FHTB1qIFERXXXXXaXXFXXq6xXFXXXW%2F200155016%2FHTB1qIFERXXXXXaXXFXXq6xXFXXXW.jpg&rpt=simage.

27. zaborekran.ru/lujinet.html.