Экологическое равновесие урбанизированной территории

Тема 1. Устойчивое развитие урбанизированных территорий

 

Теоретическая часть

 

Демографическая ёмкость территории – максимальное число жителей, потребности которых могут быть обеспечены за счёт ресурсов территории при сохранении экологического равновесия. Демографическая емкость районов устанавливается обычно путем анализа наиболее важных для повседневной деятельности природных компонентов: территорий, пригодных для промышленного и гражданского строительства; сельскохозяйственных земель, необходимых для организации пригородной сельскохозяйственной базы; водных ресурсов; территорий, благоприятных для организации массового отдыха населения. Демографическая емкость территории является величиной переменной и не означает какого-либо нормативного показателя. Он отражает некий планировочный порог, за пределами которого нарушается равновесие всех природных, хозяйственных и социальных условий. В условиях роста национального благосостояния, повышения плодородия почв показатели демографической емкости будут изменяться в сторону повышения.

Демографическую ёмкость определяют как наименьшее из значений частных демографических ёмкостей по территории, воде, рекреационным ресурсам, условиям организации пригородной сельскохозяйственной базы.

По наличию территории:

,

где D₁ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т – площадь территории, для которой рассчитывается

демографическая ёмкость;

Н – ориентировочная потребность в территории 1000 жителей (Н = 20–30 га).

По наличию всех водных ресурсов:

,

в том числе поверхностных вод

,

где D₂ – частная демографическая ёмкость, чел.;

P_i – минимальный расход воды в i -ом водотоке при входе в район, которую можно изъять для рассматриваемой территории из общего водохозяйственного бассейна, м³/сут;

К – коэффициент, учитывающий необходимость разбавления сточных вод (для наших широт К = 0,1),

Р – нормативная водообеспеченность 1000 жителей, м³/сут (2000 м³/сут).

Минимальный расход воды P_i (м³/сек) рассчитывается по формуле:

где В – минимальная ширина реки (определяется как треть ширины реки в паводок),

h – средняя глубина реки в межень,

v – скорость течения, м/с.

По наличию подземных вод:

,

где D₃ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Е_i – эксплуатационный модуль подземного стока i -го участка, м³/сут (площадь Т_i в данном случае равна 1)

Р₁ – нормативная водообеспеченность 1000 жителей.

По рекреационным ресурсам:

для отдыха в лесу

,

где D₄ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т – площадь территории района, га;

L – коэффициент лесистости района, %;

К – доля рекреантов в летний период (К = 0,4);

Н – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в рекреационных территориях, в среднем Н = 2 км²;

М – коэффициент распределения отдыхающих в лесу и у воды (М = 0,85-0,90 для умеренного климата, М = 0,3-0,4 для жаркого климата);

для отдыха у воды

,

где D₅ – частная демографическая ёмкость, чел.;

R_i – длина i-го водотока, пригодного для купания, км;

F – коэффициент, учитывающий возможность организации пляжей (в лесной зоне F = 0,5);

К_П – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в пляжах, км (К_П = 0,5);

М₁ – коэффициент распределения отдыхающих у воды и в лесу (М₁ = 0,10-0,15 для умеренного климата).

По условиям создания пригородной сельскохозяйственной базы

,

где D₆ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т_сх – площадь территории района, благоприятной для ведения сельского хозяйства, га;

q – коэффициент, учитывающий использование сельскохозяйственных запасов под пригородную базу, в среднем q = 0,2-0,3;

h – ориентировочный показатель потребности 1000 жителей района в землях пригородной сельскохозяйственной базы, га, h = 500-2000.

Кроме демографической ёмкости территории не менее важны и другие инженерно-экологические характеристики: репродуктивная способность территории, геохимическая активность и экологическая ёмкость.

Из всех этих показателей наибольшее для оценки уровня экологического равновесия значение имеет репродуктивная способность территории по кислороду, показывающая, компенсирует ли рассматриваемая территория при данном уровне населения и развитии хозяйства потери кислорода.

Воспроизводство кислорода растительным покровом территории рассчитывается по формуле:

где ПК – продуктивность по кислороду (т/га в год);

S_лес – площадь лесов;

S_с/х – площадь сельхозугодий;

S_паст – площадь пастбищ;

S_гор – площадь городских зелёных насаждений;

Р_лес – продуктивность лесов (10-15 т/га в год);

Р_с/х – продуктивность сельхозугодий (5-6 т/га в год);

Р_паст – продуктивность пастбищ (4-5 т/га в год);

Р_гор – продуктивность городских зелёных насаждений (0,8-1 т/га в год);

1,45 – коэффициент перевода биопродуктивности к свободному кислороду.

Данная формула учитывает расход кислорода флорой и фауной изучаемой территории.

Расход кислорода населением и хозяйством рассчитывается по формуле:

где ДЕТ – демографическая ёмкости территории;

П_ч – потребление кислорода одним человеком (0,26 т/год);

2 – коэффициент, учитывающий потребление кислорода автотранспортом и коммунальными службами;

А – объём выпуска продукции предприятиями (ед./сутки);

П_п – потребление кислорода при выпуске единицы продукции.

Сравнив значения ПК и РК, можно сделать вывод о достаточности репродуктивной способности территории по кислороду (аналогично для почв, воды, растительности).

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое демографическая ёмкости территории и как она определяется?

2. Какие вы знаете инженерно-экологические показатели экологического равновесия?

3. Как определяется, достаточна ли репродуктивная способность территории по кислороду?

Практическая работа 1

Экологическое равновесие урбанизированной территории

 

Цель работы: получение практических навыков определения показателей экологического равновесия урбанизированных территорий.

Материалы и оборудование: микрокалькулятор, ситуационный план или таблицы исходных данных

Задание: рассчитать демографическую ёмкость территории и инженерно-экологические показатели экологического равновесия территории. Предложить рекомендации по увеличению демографической ёмкости.

Ход работы:

1 Описать методику рассчёта показателей экологического равновесия

2 Рассчитать демографическую ёмкости территории по данным таблицы 1.

 

Таблица 1 – Варианты заданий к практической работе 1 для расчёта

демографической ёмкости территории

 

Вари-ант	Пло-щадь терри-тории, тыс. га	Ши-рина реки в паво-док, м	Глу-бина реки, м	Ско-рость тече-ния реки, м/с	Эксплуат. модуль подз. стока с 1 га, м3/сут	Коэф-фициент лесис-тости	Длина водо- токов, пригод- ных для купания	Площадь, благопри-ятная для ведения с/х
				0,9	0,929	0,45		0,35
				1,2	0,122	0,32		0,45
				0,9	0,55	0,52		0,30
				0,5	1,786	0,63		0,25
				0,9	0,696	0,25		0,52
				1,0	0,499	0,36		0,48
				1,1	0,611	0,54		0,31
				0,8	0,587	0,46		0,32
				0,8	0,245	0,37		0,47
				0,9	0,44	0,39		0,54
				0,8	0,332	0,54		0,29
				1,0	0,316	0,63		0,33
				1,3	0,155	0,48		0,47
				1,5	0,243	0,49		0,30
				1,2	0,54	0,52		0,41

 

3 Определить факторы, в наибольшей степени ограничивающие демографическую ёмкость территории, предложить мероприятия по её увеличению.

4 Определить репродуктивную способность территории по кислороду, сделав вывод о её достаточности или недостаточности, спрогнозировать дальнейшее экономическое и экологическое развитие территории.

 

Таблица 2 – Варианты заданий к практической работе 1 для расчёта

репродуктивной способности территории по кислороду

 

Вари-ант	Sпаст, тыс. га	Sгор, га	А, тыс. ед./сут	ПП, т/ед.	Вари-ант	Sпаст, тыс. га	Sгор, га	А, тыс. ед./сут	ПП, т/ед.
			36,8	0,3				32,5	0,5
			8,5	0,2				29,3	0,1
			9,6	0,4				36,8	0,3
			22,6	0,3				42,5	0,2
			36,2	0,2				56,2	0,3
			25,6	0,2				96,5	0,1
			36,2	0,3				47,6	0,2
			35,9	0,4

 

5 Сделать вывод.