EKOLOGICZNE PODSTAWY KONSTRUKCJI MIAST
Rodzaje ekosystemów miejskich... :
*wg zawartości zabudowy: miasta zwarte; o luźnym układzie urbanistycznym; miasta o charakterze osad; aglomeracje miejskie-układ dużego ośrodka miejskiego, wchłaniającego np. Z-G –Kisielin, Chynów; zespoły miejskie
·wg elementów kształtujących mikroklimat
- osady nadrzeczne; osady nadmorskie i położone nad innymi dużymi zb. Wodnymi; osady śródleśne lub otoczone zadrzewieniem ochronnym; osady położone w terenie otwartym; osady górskie
·wg charakteru miast
- osady rolno-rzemieślnicze; osady początkowego stadium industrializacji; miasta przemysłowe; miasta przem.-wydobywcze
·wg stopnia i charakteru zazielenia obszaru miejskiego:
* obszary o znacznym udziale terenów zielonych (>20%)
- większość w formie skupionych parków
- większość w formie obszarów małych (skwery osiedlowe)
- układ mieszany
* obszary o średnim udziale terenów zielonych (10-19%)
* obszary o małym udziale terenów zielonych (do 10%)
·wg zabudowy rodzaju:
- o niskiej zabudowie
- o wysokiej zabudowie
Rejony klimatyczne Polski
I - strefa zachodnia – rejon ciepły o wpływach oceanicznych
II – strefa przejściowa – rejon chłodniejszy, ubogi w opady
III- strefa wschodnia - rejon chłodny, o wpływach kontynentalnych
IV- strefa podgórska – rejon ciepły, o dłuższym okresie wegetacji
V – strefa górska – rejon chłodny, o krótkim okresie wegetacji
Obszary zurbanizowane, poprzez swoje indywidualne cechy, oddziałują w sposób istotny na kształtowanie się klimatu lokalnego. Zachodzi to gł. pod wpływem:
·kanalizacji mas powietrza (wzdłuż ulic, będących ukierunkowanymi terenami otwartymi)
·emisji ciepła z ogrzewanych budynków
·zacienienia obszarów przez budynki i budowle
·szybkiego nagrzewania się i emisji ciepła przez nawierzchnię dróg ( gł. asfaltową ) i powierzchnię dachów ( gł. krytych papą i innymi masami bitumicznymi)
·odprowadzania wody opadowej przez system kanal. burzowej
·gorszego nasłonecznienia na skutek zalegania mas zapylonego i zanieczyszczonego chemicznie powietrze nad obszarami miejskimi (efekt smogu)
·emisji substancji chem., zmieniających punkt zamarzania wody, jak też pogarszających dostępność wody i substancji odżywczych dla roślin.
Określenie „mikroklimat” odnosi się do różnic przebiegu czynników klimatycznych na niewielkim terenie w stosunku do panującego makroklimatu. Mają one wpływ na dobór gatunków roślin, ich wegetację, a nawet czas życia.
a)Tworzenie się mikroklimatu na wzniesieniach:
- stoki północne – przedłużona wegetacja roślin, zagrożenie przymrozkami jesiennymi
- stoki południowe – najlepiej nasłonecznione, szybki start wegetacji, zagrożenie
przymrozkami wiosennymi
- stoki wschodnie – nadmierne osuszenie gleby przez suche wiatry wschodnie
- stoki zachodnie – najkorzystniejsze dla większości roślin poprzez dostateczne
nasłonecznienie przy najmniejszych wahaniach temp.
Pofałdowania powierzchni Ziemi powodują uwypuklenie walorów widokowych: wybrzeża morskie, rzeki, jeziora, góry.
a)Zabudowa stoków (działania przeciw erozyjne ) zależy od:
- ograniczeń przestrzennych,
- struktury gleby,
- estetyki,
à możliwości zabudowy stoków:
- formowanie naturalnych stoków,
- ściany oporowe (gdy stok osiąga 1:1 = 45°)
a)opady atmosferyczne; b)wody gruntowe
Roślinność pobiera wodę gł. przez system korzeniowy, korzystając z wody deszczowej zgromadzonej przez glebę. Woda przesiąkająca do warstwy gleby poniżej strefy korzenia jest niedostępna dla roślin.
Dla większości sadzonych w naszych warunkach roślin optymalny poziom wód gruntowych to poniżej 1m. Woda gromadzona w zbiornikach na terenie miasta (zarówno naturalnych i sztucznych) wpływa na mikroklimat, jakość roślin w pobliżu zbiornika, a również na walory estetyczne miasta..
Warunki wzrostu roślin koło budynku:
- miejsca przy ścianach należy traktować, zależnie od str. Świata, tj. skłony wzniesień
- zabudowa stwarza przeszkody w cyrkulacji powietrza
-poprzez wypromieniowywanie ciepła z budynków zwiększa się o kilka stopni temp. Terenu zabudowanego w stosunku do terenu otwartego
- gorsze warunki wodne w pobliżu budynków w wyniku tworzenia się kanałów szybkiego spływu wody w głąb - woda niedostępna dla roślin
- odcięcie części wody z cyklu krążenia w przyrodzie poprzez odparowanie i skanalizowanie odpływu powierzchniowego ulicami i chodnikami.
·Sieci podziemne przechodzące przez teren miejski wpływają na grunty i gleby poprzez:
- przekształcenie mechaniczne gleby w trakcie układania sieci i jej remontów,
- odcięcie wierzchnich warstw gleby od podglebia i skały macierzystej,
- zmniejszanie odporności na przesychanie w wyniku zawężenia miąższości warstw wodochłonnych,
- wysuszanie gleby przez sieci ciepłownicze i doprowadzające ciepłą wodę użytkową ( w mniejszym stopniu również kable energetyczne ),
- zatrucie gleby i roślinności na niej rosnącej przez utlenianie się gazu z nieszczelnej sieci gazowej,
- kolizję przebiegających kanałów i przewodów z korzeniami roślin głębiej krzewiących się ( drzew).
·Sieci nadziemne:
- koliduje z koronami drzew, stwarzając konieczność ich silnego cięcia.
Tereny zieleni w miastach: Podstawowe kierunki rozwoju miast: -rozrastanie się powierzchni miast, -wzrost liczby mieszkańców miast, niekoniecznie zwiększający zagęszczenie; -przybliżenie nowych osiedli mieszkaniowych do obszarów zieleni, -stworzenie nowych ośrodków usługowych (rekreacyjnych) w zapleczu strefy lasów, -usprawnienie komunikacji z przesunięciem części ruchu kołowego na obszarze miast, -tworzenie ośrodków osiedlowych o znacznym stopniu samodzielności strukturalnej
Miasto i przyroda w układzie historycznym: *pierwsza rewolucja miejska w XIV-XVw, -zagęszczenie miast (brak roślinności_, -brak urządzeń sanitarnych w domach i warsztatach, -pałace otoczone zielenią budowane po za miastem.
*rewolucja przemysłowa w XVIII-XIXw druga rewolucja miejska; -zanieczyszczenia środowiska miejskiego (atmosfery, wód, gleby), -gęsta zabudowa, -rozwój sieci komunikacycjnch, -wzrost powierzchni miast, -złe warunki sanitarne;
*Miasta XX w. –dalszy wzrost powierzchni miast, -zróznicowanie wewnętrzne struktury miast, -przejście w centrach z modelu zabudowy poziomej na zabudowe pionową, -zmniejszenie ilości zieleni śródosiedlowej na rzecz przyległych do miast terenów zielonych i lasów.
Wpływ urbanizacji na biosferę:
-zmiana mikroklimatu, -zmiana w dominacji obfitości oraz zagęszczenia gat roślin i zwierząt, -zmiana obiegu materii, - całkowite przekształcenie ekosystemów, -zmiany w krajobrazie.
Antropogeniczny wpływ na florę w środowisku osiedlowym: -zbiorowiska kulturowe –powstałe na skutek celowej działalności człowieka złoąone z różnych gatunków roślin ozdobnych flory rodzimej i introdukowanej, -zbiorowiska ruderalne – powstałe bez celowych działań człowieka, będące odzwierciedleniem stopnia synantropizacji i zmiany warunków ekologicznych danego terenu
Sukcesja antropogeniczna – przebiegający stopniowy proces zmian zbiorowisk roślinnych na obszarze osiedlowym no miejsc udeptywanych , halofilnych, nitrofilnych, nowo powstałych utworów geologicznych i ich gleb.
Zieleń w strukturze miasta współczesnego:
*system zieleni miejskiej: -tereny otwarte w systemie zieleni miejskiej (zieleń osiedlowa, parki, skwery, tereny sportowo rekreacyjne); -tereny specjalne w systemie zieleni miejskiej (cmentarze, tereny uprawne, ogródki i działki, ogrody szpitalne)
*tereny otwarte poza systemem zieleni miejskiej: (place, ulice, pasaże)
*tereny zabudowane.
Trawniki i zadarnienia: Trawnik- naz pokrycie gruntu roślinami trawiastymi. Możliwośc uzycia w konstrukcji trawnika także innych roślin z których najczęściej używanymi są należące do rodziny motylkowatych )koniczyna biała, koniczyna białorózowa i zwyczajna)
Zadarnienie- proces nakadania gotowej darni na teren. Stosowany jt głównie w celu umocnienia skarp, lecz również w przypadku konieczności szybkiego uzyskania efektu estetycznego terenu zielonego (np. tereny wystawowe i przyległe oraz centralne punkty miasta).
Zadarnienia w terenach zabudowanych: Jt jedna z metod szybkiego pokrycia roślinnością gruntów o często niewłaściwych cechach, uniemożliwiających ich inne zagospodarowanie terenów trudnych.
*w wyniku zadarnienia następuje: -szybkie ograniczenie wystepowania procesów erozji powierzchniowej, -zapoczątkowanie i dalszy przebieg procesu darniowego jako jednego z podstawowych procesów glebowych a poprzez akumulację materii organicznej również glebotwórczego, -wzrost wilgotności gruntu, -estetyzacja terenu
Miejskie jednostki krajobrazowe: *wyższego rzędu: -zdominowane przez zabudowę jednorodzinną, -wielorodzinną typu osiedlowego, -śródmiejszkie, -zabudowy mieszanej, -makrokompleksy cmentarzy, -makrokompleksy ruderalne, -makro.. parkowe,
*niższego rzedu: -kompleksy o fizjonomi określonej przez roślinność, -kompleksy w których roślinność tworzą mozaikę z zabudową, -kompleksy o znikomej roli roślinności.
Dla życia roślin znaczącymi cechami gleby są jej:
- wł. fizyczne (stosunki powietrzno-wodne)
- wł. chemiczne (żyzność)
- wł. biologiczne (mikroflora glebowa)
Główna masa korzeniowa znajduje się na głębokości 10-40 cm (drzewa do ok.1 m) pojedyncze korzenie znacznie głębiej.
W terenach zurbanizowanych częstymi zmianami profilu glebowego są: nadmierne zagęszczanie (ulice), zagruzowanie, zasolenie, zmiana pierwotnego układu genetycznego.
Złożoność i zróżnicowanie budowy gleby obszarów zurbanizowanych jest wynikiem:
· różnego pochodzenia gleb,
· różnic w naturalnych procesach modyfikujących gleby,
· różnic w strukturze poziomej miast,
· różnic w skali i intensywności przekształceń wykonanych działalnością człowieka,
· zróżnicowanego (częściowo antropogenicznie) mikroklimatu miast,
· różnego ładunku zanieczyszczeń w miastach i poszczególnych ich punktach,
qróżnic koncepcyjnych w zagospodarowaniu obszarów miejskich.
Przekształcenie gleb i gruntów w wyniku działań budownictwa:
· całkowite zniszczenie profilu glebowego,
· skrócenie profilu glebowego przez usunięcie niektórych warstw,
qdomieszanie materiałów obcych (materiałów budowlanych, stali konstrukcyjnych, itp.),
· wymieszanie niektórych poziomów genetycznych.
Zmiany mechaniczne profilu glebowego:
qdomieszanie materiałów obcych o charakterze komunalnym (tekstylia, złom, szkło, inne).
Zmiany fizyczne (mechaniczne) profilu glebowego:
·domieszanie materiałów budowlanych – najczęstszy rodzaj domieszek gleb miejskich,
· przykrycie powierzchnią litą (beton, płyty, asfalt, itp.), modyfikującą wymianę wodną, gazową i życie mikrobiologiczne gleby,
· przykrycie profilu glebowego (o różnym stopniu przekształcenia innych rodzajów) warstwą organiczna, co zmienia warunki korzenienia się większości roślin,
· wszystkie zmiany fizyczne prowadzą do wytworzenia się w glebach miejskich specyficznych warstw, nie spotykanych w glebach poza oddziaływaniem antropogenicznym (diametralnie różnych w stosunku do wywołanych naturalnych oddziaływań glebotwórczych).
Siuta(1987)dzieli chemiczne przekształcenia gleby na: 1) wyjałowienie ze składników pokarmowych,
2) naruszenie równowagi między składnikami,
3) zakwaszenie, 4) zanieczyszczenie gleby substancjami szkodliwymi dla roślin,
5) zanieczyszczenie gleby składnikami szkodliwymi dla wartości pokarmowej roślin (szkodliwymi dla zwierząt i człowieka), 6) zasolenie, 7) alkalizację, 8) intoksykację metaboliczną, 9) obniżenie zawartości próchnicy.
Zanieczyszczenia dostają się do gleb i gruntów w większości obszarów zurbanizowanych poprzez:
· atmosferę – emisje przemysł., z palenisk domowych, zak. rzemieślniczych, komunikacji;
· hydrosferę – osady rzeczne, ścieżki, wody gruntowe;
· naturalne procesy erozji i akumulacji – wody i powietrze;
· przemieszczanie obciążonych zanieczyszczeniami warstw glebowych naturalnej genezy;
· składowanie odpadów jako przyszłe źródło materiałów do wykorzystania.
Wiele zanieczyszczeń niosą ze sobą materiały antropogeniczne, wprowadzone do większości gleb miejskich.
Rodzaje zagrożeń:
Zagrożenia dla środowiska miejskiego można dzielić, biorąc pod uwagę skutki przez nie wywołane:
· zaburzenia wzrostu i rozwoju roślin przez substancje toksyczne,
· zaburzenie wzrostu i rozwoju zwierząt przez substancje przenoszące się w łańcuchu pokarmowym,
· szkodliwe oddziaływanie na organizmy zwierzęce poprzez układ oddechowy,
· degradacja struktury gleby, zmiana chemizmu gleb, uszkadzanie budynków i budowli, zaburzenia powodowane przez hałas.
Według lokalizacji emitora zanieczyszczeń:
lokalne, napływowe, trans-graniczne.
Na stan czystości miast ma wpływ wiele czynników, z których wiodącymi są:
· industrializacja miasta, natężenie ruchu kołowego, gęstość zaludnienia, gospodarka odpadowo – ściekowa, struktura powierzchniowa miasta, otoczenie miasta, mikroklimat miasta.
Głównymi substancjami zanieczyszczającymi tereny zurbanizowane są:
· siarka i jej tlenki, tlenki azotu, tlenek węgla, pyły, metale ciężkie, fluorowce, pochodne ropy naftowej, inne zanieczyszczenia organiczne.
*metale ciężkie przedostają się do środowiska z pyłami
Detoksykacja gruntów miejskich
1)zanieczyszczenia w glebach mogą występować w różnej postaci:
-cząstek stałych wymieszanych z glebą, przy czym mogą one być zróżnicowane pod względem średnicy i kształtu oraz innych cech fizycznych
-błony otaczającej ziarna glebowe(częste w przypadku pochodnych ropy naftowej)
- zaadsorbowanej na powierzchni cząstek glebowych dzięki siłą ładunków elektrycznych
- zaadsorbowanej w cząstkach gleby
-zanieczyszczeń stałych lub płynnych( występujących w porach glebowych)
- zanieczyszczenia rozpuszczone w wodzie glebowej w porach glebowych
2)przy oczyszczaniu gleb z tych zanieczyszczeń wykorzystuje się różnicę we właściwościach między cząstkami gruntu a substancjami ją zanieczyszczającymi, w tym głównie:
-lotność subst.
-rozpuszczalność w wodzie i roztworach wodnych
-rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych
-oporność na rozkład chemiczny
-oporność na działanie wyższych temp
-biodegradacji
-właściwości sorpcyjnych
-właściwości magnetycznych , elektrycznych
-rozmiarze, kształcie, gęstości cząstek
3)usuwanie zanieczyszczeń z gleb może się odbywać dzięki różnym procesom np: separacja molekularna, rozdział faz, rozkładu chemicznego, biodegradacji
4)zazwyczaj przy oczyszczaniu gleby stosuje się metody oparte na więcej niż jednym procesie. W każdym przypadku przed podjęciem oczyszczania należy poznać historię danego terenu w tym i sposób zanieczyszczenia gruntu, jego użytkowanie po wystąpieniu starzenia oraz upływu czasu od chwili zanieczyszczenia do momentu przeprowadzenia zabiegu oczyszczania
oczyszczanie (dekontaminacja) gleb i gruntów jt procesem którego efektywność zależy od wielu czynników w tym głównie od:
-rodzaju zanieczyszczenia i jego koncentracji
-fizycznego stanu zanieczyszczenia w glebie
-właściwości fiz. i chem. i biologicznych substancji skażających
-składy granulometrycznego gleby i zawartości w niej subst organicznych
- wielkości obszaru zanieczyszczonego i jego historii.
5)techniki In. Situ (przeprowadzane w miejscu zalegania zanieczyszczenia): przemywanie (dłuższa, tańsza), napowietrzanie, bioremedacja (dłuższa, tańsza), fitoekstrakcja, izolacja warstw zanieczyszczonych
6)techniki ex situ (po za miejscem zanieczyszczenia): pranie gleby (krótsza, droższa), oczyszczanie termiczne, oczyszczanie destylacyjne, elektrolityczne i inne, biodegradacja (krótsza, droższa), zdjęcie warstw zanieczyszczonych.
7)techniki In situ: techniki rem….. zanieczyszczeń gleb z terenów skażonych, bez konieczności zdejmowania warstw skażonych i ich transport do miejsca oczyszczania są prostsze technologiczne i korzystniejsze ekonomiczne. Należy jednak liczyć się z niekorzystnymi zjawiskami podczas oczyszczania na miejscu związanymi z:
-heterogenicznością gleby i gruntu
-nierównomiernością układu skażenia
-koniecznością zabezpieczenia przed rozprzestrzenianiem się zanieczyszczeń w powierzchni..>>>>> i w głąb profilu glebowego (do wód gruntowych)
-zastanymi warunkami w danym miejscu w określonym czasie
wśród technik remedjacyjnych In situ za dominujące obecnie można uznać:
-przemywanie gleby i wypompowanie wody poprzez przygotowane studnie
-wgłębne napowietrzanie gleby
-bioremedjacja
8)techniki ex situ
dotychczas przebadano i opisano ponad 60 różnych metod oczyszczania materiału glebowego, ale na szeroką skalę do praktyki weszły trzy metody:
-ekstrakcja i rozdziała zanieczyszczeń od gleby przy pomocy roztworów wodnych
-obróbka termiczna przez spalanie zanieczyszczeń lub ogrzewanie
-biodegradacja.
àOBSZAR KLĘSKI BIOLOGICZNEJ: obszar, w którym jednocześnie występują co najmniej dwie ponadnormatywne (za)wartości prowadzące do klęski. W stosunku do zagrożeń duże znaczenie ma przepływ mas powietrza przez teren (napływ mas powietrza niosą ze sobą pyły).
Rekultywacja - nadanie lub przywrócenie obszarom zdegradowanym albo zdewastowanym (elementom lub obszarów) wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych gruntów, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleb, umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg i innych elementów infrastruktury.
àFAZA PLANOWANIA
· Studia kameralne – obejmują ogólne prace bibliograficzne, wypisy, analizę przekształceń architektury krajobrazu, wytyczne do prac terenowych oraz określenie koniecznych dalszych studiów....
wojtekklimczak1