1. Введение
Зелёная инфраструктура получила широкое распространение в мировой практике ландшафтной архитектуры в разные периоды времени, начиная с древнейших времён и заканчивая современностью. Анализ исторического и современного опыта позволит продемонстрировать важную роль зелёной инфраструктуры не только в оптимизации поверхностного стока, но и в улучшении жизни людей. К тому же данная тема недостаточно освещена в российском профессиональном сообществе и требует изучения.
Зелёная инфраструктура напрямую связана с неорганизованным поверхностным стоком. В целом ряде российских городов системы ливневой канализации являются недостаточно эффективными, чтобы справиться с осадками. Альтернативой традиционным методам отвода воды является внедрение технологий зелёной инфраструктуры. Зелёные технологии позволяют снизить поверхностный сток на объектах и использовать дождевую воду как ценный ресурс.
Целью данного исследования является проведение анализа исторического развития зелёной инфраструктуры. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: 1) выделить основные этапы развития зелёной инфраструктуры на примере объектов ландшафтной архитектуры; 2) проанализировать развитие зелёной инфраструктуры в зарубежных странах и в России.
2. Материалы и методы
Зелёная инфраструктура считается относительно новым понятием в ландшафтной архитектуре, в основе которого лежит применение экологических подходов в уменьшении поверхностного дождевого стока. Термин «зелёная инфраструктура» юридически был закреплен лишь в середине 80-х годов XX века в США в федеральном законе «о чистой воде» [19], однако отдельные технологии зелёной инфраструктуры активно использовались людьми на протяжении многих веков и распространились задолго до юридического становления термина. К технологиям древности, регулирующим поверхностный сток, относятся ирригационные системы Египта и Междуречья (V тысячелетие до н.э.) [11], озеленённые кровли шумерского монумента зиккурата Ура (ок. 2250 г. до н.э.) и террасы висячих садов Древнего Вавилона (604 – 562 г. до н.э.) [1]. Системы ирригации позволяли улучшать сельское хозяйство, а озеленённые кровли регулировали микроклимат в городе.
В позднее Средневековье (XIV век) формируются системы сбора талой и дождевой воды в Испании, доставляющие воду в ароидные земли с горных хребтов. Эта система позволяла не только заниматься земледелием, но и способствовала регулированию микроклимата на территории резиденций халифов, Альгамбры и Генералифа [1]. Аналогичная система сбора талой воды использовалась у Инков в городе Мачу-Пикчу на территории современного Перу. Система использовалась в утилитарных целях для террасного земледелия [8].
В начале XIX века происходит активный рост городов, который влечёт за собой градостроительный кризис в Европе и США. На помощь в решении градостроительных проблем приходят ландшафтные архитекторы [7]. Одним их выдающихся ландшафтных архитекторов того времени был Фредерик Лоу Олмстэд, продумавший первую в мире систему озеленённых территорий в середине 1870-х годах в Бостоне. Его работа представляет собой идею рассмотрения ландшафта, как инфраструктуры. Парковая зона Бостона включала в себя крупные городские парки, скверы, спортивные комплексы, пляжи (берега рек, озер, моря) и пригородные леса, соединёнными между собой зелёными полосами, проникающими в центр города [15 с. 7]. В дальнейшем работа Олмстэда послужила катализатором развития американской школы ландшафтной архитектуры, представителями которой являются Олмстэд мл., Гилморт Кларк, Джейн Даунер, Джордж Кесслер, Уоррен Мэннинг и др. [1, 15]. Они продолжили ландшафтное проектирование и планирование в масштабах на уровне городов.
В 1970-80-х годах в США проводятся исследования в области экологии городов. Ландшафтные архитекторы, Ян МакХарг и его ученица, Энн Уинстон Спирн, рассматривают проблемы, связанные с организацией ливневых стоков, с шумовым загрязнением, загрязнением воды, почвы и воздуха, нарушением инсоляции и ветрового режима, обеднением видов дикой природы, а также впервые описывают экосистемные услуги [15]. Их масштабные исследования стали основой для юридического закрепления термина «зелёная инфраструктура» в середине 80-х годов XX века. В федеральном законе о чистой воде этот термин определяется как «комплекс технологий, с использованием растений, почв, водопроницаемых поверхностей, систем сбора воды и повторного её использования. И использования ландшафта для удержания, инфильтрации и эвапотранспирации дождевых осадков, а также для уменьшения поверхностного дождевого стока в систему ливневой канализации или в поверхностные воды» [19]. Если верить определению, то объекты зелёного фонда города наряду с зелёными технологиями являются основой системы, направленной на оптимизацию поверхностного стока.
Идея ландшафта как инфраструктуры получила своё развитие не только в США, но и в СССР. Одним из первых городов, в которых стали формироваться непрерывные системы зелёных насаждений, была Москва. В Москве в 20-е годы прошлого века велась разработка проекта (арх. А. Щусев, И. Жолтовский), предусматривающего не только сохранение существующих крупных парков, скверов и бульваров, но и озеленение улиц, представляющих собой линейные элементы, соединяющие крупные озеленённые территории. Уже в 1935 году под руководством архитекторов Владимира Семёнова и Сергея Чернышёва был разработан первый Генеральный план Москвы, согласно которому зелёные насаждения рассматривались как важный фактор циркуляции воздуха [2, 3].
Исследование природно-климатических, микроклиматических и санитарно-гигиенических аспектов формирования озеленённых пространств получило широкое распространение в 1960-70-х годах в СССР [6]. К примеру, в работе специалиста в области озеленения, Л. Лунца (1966 г.), было описано влияние насаждений на микроклимат, на состав и чистоту воздуха и на борьбу с городским шумом [10]. Были заложены основы городской экологии.
В 1980-х годах В.В. Владимировым в научно-методическую литературу в СССР был введён термин «природный каркас» [6, с. 155], имеющий некоторые сходства с термином «зелёная инфраструктура». Природный каркас представляет собой систему открытых озеленённых пространств, природных комплексов, формируемых на базе гидрографической сети с учётом рельефа и во взаимосвязи с природным окружением [6, с. 10]. В научной работе Климанова, Колбовского и Илларионова указывается отличие концепции зелёной инфраструктуры, получившей широкое распространение в США и в Европе, от природного каркаса [4]. По их мнению, отличие заключается от «реализованной в природном каркасе возможности экономической (стоимостной) оценки объема и характера экосервисных функций», что является не совсем верным. В рамках концепции зелёной инфраструктуры производится расчёт экономических эффектов от применения технологий зелёной инфраструктуры. К примеру, расчёт объёма удержанной воды на объектах зелёного фонда города и перевод полученных данных в экономическую выгоду. К тому же, термин «природный каркас», в отличие от термина «зелёная инфраструктура», не вошёл в нормативно-правовую базу страны.
В настоящее время в России происходит активное обсуждение вопросов городской экологии и экологического проектирования с целью решения проблем, связанных с организацией поверхностного стока в городах. К примеру, начиная с 2017 года, в Воронеже проходит международная научно-практическая конференция, посвящённая исключительно этой теме – «Зелёная инфраструктура городской среды». 1 ноября 2019 года в Москве под руководством ассоциации «гильдия ландшафтных инженеров» проводится семинар «Зеленая инфраструктура для управления ливневыми водами: стратегические и технические аспекты». Кроме того, темы зелёной инфраструктуры, всё больше и больше затрагиваются на важных ландшафтных конференциях страны: конференции «Цветочного джема» и конференции в рамках «Национальной премии по ландшафтной архитектуре».
Проблему организации поверхностного стока успешно решили во многих зарубежных странах, где идеи ландшафтного урбанизма и зелёной инфраструктуры получили широкое распространение [9, 14], а их практический опыт начала XXI века является показательным и образцовым.
Одним из современных флагманов экологического проектирования является китайская компания «Туренскейп», создающая общественные пространства, в которых природа и вода становятся частью города. Одним из примеров объектов компании «Туренскейп» является Houtan Park в Шанхае (2010 г.). Компания разработала проект рекультивации постпромышленной территории. В рамках проекта было создано линейное водно-болотное угодье с каскадами и прудами-отстойниками. Угодье представляет собой систему биологической очистки воды. В настоящее время очистке подвергаются около 2400 м3 воды в день [18].
Особенным проектом компании «Туренскейп», созданном в 2015 году, является проект набережной системы озёр Кабан в республике Татарстан (Россия) [5]. В проекте широкое распространение получили системы биологической очистки воды с помощью растений. Единая биологическая инфраструктура запустила процесс природного самовосстановления озёр с использованием растений. Компонентами инфраструктуры являются стабилизирующие пруды, в которых отстаивается вода; аэрационные пруды, представленные рядом переливных каскадов, в которых вода насыщается кислородом; дождевые сады, осуществляющие сбор воды по периметру набережной и система водно-болотных угодий с плавучими островами.
Одним из примером рекультивации ландшафта с использованием зелёной технологий является парк Ариеля Шарона в Тель-Авиве в Израиле, построенный на месте полигона бытовых отходов (2009 г.). В рамках проекта были организованы масштабные экскавационные работы по изменению русел рек, подмывающих склоны полигона, а также предусмотрены бетонные каналы и резервуары для хранения дождевой воды. Запасённая вода используется в засушливый период для полива растений и технических нужд [12].
Начало XXI века характеризуется развитием долгосрочных экологических программ и на уровне целого города, а не просто отдельного проекта, где внедрение технологий зелёной инфраструктуры играет ключевую роль. Программы возникали во многих городах по всему миру: Берлин, Барселона, Сингапур, Сиэтл, Нью-Йорк, Лондон и др. Одним из первых городов стал г. Филадельфия в США. Программа «Зелёный план Филадельфии» (2006 – 2028 гг.) позволила сократить объём ливневого стока на 1,7 миллиарда галлонов в год [15, 20]. А общая экономия от внедрения зелёных технологий в городскую инфраструктуру за период времени с 2006 по 2011 год составила около 170 миллионов долларов [16, с. iv]. Кроме того, город превратился из «серого в зелёный» (Рисунок 1).
Ещё одним примером развития долгосрочных экологических программ является Лондон (Greening London, 2017 г.). Согласно этой программе к 2050 году Лондон должен превратиться в город с нулевым углеродным следом и озеленением занимающем более чем половину своих площадей. В Лондоне уже действует стандарт, в соответствии с которым как минимум 80 % площади кровель вновь возводимых домов должно быть озеленено, причём не менее 20 % – интенсивно, то есть с возможностью её использования местными жителями [13 c. 166]. В ряде городов Англии в рамках этой программы принят фактор озеленения городов (англ. Urban Greening Factor). Фактор озеленения обязывает застройщиков предусмотреть необходимые площади озеленения во время строительства [17].
 |
 |
| Рисунок 1. Филадельфия до внедрения зелёной инфраструктуры (а) и после (б) | |
3. Результаты
На основе изученного исторического материала были выделены основные этапы развития зелёной инфраструктуры (Рисунок 2).
Первый этап развития, 4000 до н.э. – первая половина XIX века (Начальный этап). Длительный этап, характеризующийся использованием технологий зелёной инфраструктуры в утилитарных целях, для улучшения земледелия и микроклимата. Технологии имели локальный характер применения, не были связаны друг с другом и не формировали единой инфраструктуры. Несмотря на свою обособленность, технологии предназначались для улучшения качеств жизни людей.
Второй этап развития, вторая половина XIX века – 1960-е гг. (Урбанистический этап). Этап, связанный с бурным ростом городов и, как следствие, с градостроительным кризисом. Вследствие кризиса у населения появилась нужда в озеленённых территориях для отдыха, особенно в крупных загрязнённых городах. Эти причины стали катализатором развития зелёной инфраструктуры. Этап выделяется формированием первых систем озеленённых территорий, основанных на природной географии. Наиболее показательными являются озеленённые системы Бостона (сер. XIX в.) и Москвы (1920-е – 1935 гг.). Разрабатываются схемы озеленения в масштабе города. Схемы озеленения представляют собой фундамент зелёной инфраструктуры.
В отличие от предыдущего этапа зелёные технологии стали использоваться не только как средство улучшения качеств жизни людей, но и как средство оздоровление ландшафта в борьбе с негативным антропогенным воздействием.
Третий этап развития, 1960 – 2000-е гг. (Теоретический этап). Этап связан с вопросами изучения городской экологии и как следствие, становлением основных терминов: «зелёная инфраструктура» в нормативно-правовой базе в США и «экосистемные услуги». Появляется термин «природный каркас» в научной базе в СССР. Закладываются важные теоретические знания по вопросам организации стока и выходят в свет первые практические руководства по внедрению систем водоотведения с помощью зелёных технологий [15].
Четвёртый этап развития, 2000-е гг. – настоящее время (Практический этап). В мировой практике этап связывают с реализацией крупных проектов в сфере экологического проектирования в рамках концепций «устойчивого развития» и «ландшафтного урбанизма». Активное внедрение природных механизмов в оздоровление ландшафта показывает свою эффективность в ряде проектов в начале XXI века. Во многих городах ведётся разработка и внедрение экологических программ с использованием зелёных технологий, рассчитанных на несколько десятилетий вперёд.
В России ещё не были предприняты попытки реализации подобных городских программ, направленных на оптимизацию стока, но ведётся активное изучение и обсуждение данной темы, о чём свидетельствует возросший интерес со стороны профессионального сообщества и обсуждения на конференциях. И уже в настоящее время существует пример крупного проекта в сфере экологического проектирования – набережная озера Кабан в Казани [5]. Данный проект является инновационным в России, поскольку он представляет собой пример грамотного использования дождевых ресурсов и экологического отношения к восстановлению природы.
 |
| Рисунок 2. Основные этапы развития зелёной инфраструктуры |
4. Обсуждение и заключение
Зелёная инфраструктура имеет долгий путь развития: от применения отдельных технологий зелёной инфраструктуры и формирования первых систем озеленённых территорий, до появления долгосрочных экологических программ в городах и проектов, улучшающих ландшафт. Исторический и современный опыт наглядно демонстрируют важную роль зеленой инфраструктуры в улучшении условий городской жизни. В ходе исследовательской работы было выявлено 4 периода развития зелёной инфраструктуры.
Зарубежный опыт последних десятилетий показал, что внедрение зелёных технологий – инструментов зелёной инфраструктуры, способствует гармонизации городской среды путём формирования непрерывной саморегулирующейся системы, способной фильтровать поверхностный сток, а вместе с тем снижать температуру окружающей среды, улучшать качество воздуха, создавать комфортные условия для жизни людей и приносить целый ряд экономических эффектов. Данный опыт является показательным для России и требует дальнейшего изучения.
Список литературы
1. Джеффри и Сьюзан Джелико. Ландшафт человека. – М. Издательство Виктория-Друк, 2016. – с. 400
2. Горохов В.А. Зелёная природа города: Учеб. пособие для вузов. Издание 2-е, доп. и перераб. – М.: Архитектура-С, 2005. – 528 с., ил.
3. Залесская Л.С., Микулина Е.М. Ландшафтная архитектура: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1979. – 240 с., ил.
4. Климанова О.А., Колбовский Е.Ю., Илларионова О.А. Экологический каркас крупнейших городов Российской Федерации: современная структура, территориальное планирование и проблемы развития // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2018. Т. 63. Вып. 2. С. 127–146. https://doi.org/10.21638/11701/spbu07.2018.201
5. Концепция развития набережных системы озёр Кабан. – Режим доступа: https://maparchitects.ru/projects/kaban/ (дата обращения 25.04.2020) – Загл. с экр.
6. Краснощёкова Н.С. Формирование природного каркаса в генеральных планах городов. М:, Изд., Архитектура – С 2010 г. – 183 с.
7. Кризис городов и ландшафтный урбанизм XXI века. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: http://alairnn.ru/kg/7/?nid=180&a=entry.show (дата обращения 25.04.2020) – Загл. с экр.
8. Мачу-Пикчу. Земледелие Инков. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: http://www.historie.ru/civilizacii/gosudarstva-yujnoy-ameriki/53-machu-pikchu-zemledelie-inkov.html (дата обращения 25.04.2020) – Загл. с экр.
9. Ландшафтный урбанизм: новый взгляд на старую проблему. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: https://green-city.su/landshaftnyj-urbanizm-novyj-vzglyad-na-staruyu-problemu/ (дата обращения 26.04.2020) – Загл. с экр.
10. Лунц Л. Б. Городское зеленое строительство: Учебник для вузов. – Издание 2-е, дополненное и переработанное. – Москва: Стройиздат, 1974. – 275 с., ил.
11. Саинов М. П., Саинова Н.П. Об истории Древнего Египта и его гидротехнике. МГСУ, 2008 г. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ob-istorii-drevnego-egipta-i-ego-gidrotehnike/viewer (дата обращения 19.04.2020)
12. Старостина, А. Рай вместо свалки [Текст] / Старостина, А // Спич. – 2018. – №20. – С. 102 – 111.
13. Шишалова Ю. Лаборатория будущего [Текст] / Шишалова, Ю // Спич. – 2018. – №20. – С. 160 – 175.
14. Corner, J. Terra Fluxus / C.Waldheim // The landscape Urbanism. – New York, 2006
15. David C. Rouse, aicp, and Ignacio F. Bunster-Ossa, Green Infrastructure: A Landscape Approach, – 2013 . – 144 p.
16. Foster J., Foster H., Lowe A., Winkelman S. The Value of Green Infrastructure for Urban Climate Adaptation. The Center for Clean Air Policy, 2011. – 47 p.
17. Policy G5 Urban greening. – Electronic text data. – Mode of access: https://www.london.gov.uk/what-we-do/planning/london-plan/new-london-plan/draft-new-london-plan/chapter-8-green-infrastructure-and-natural-environment/policy-g5 (date of accessed 25.04.2020). – Title from screen.
18. Shanghai Houtan Park / Turenscape. – Electronic text data. – Mode of access: https://www.archdaily.com/131747/shanghai-houtan-park-turenscape (date of accessed 19.04.2020). – Title from screen.
19. What is Green Infrastructure; U.S. EPA: Washington, DC, USA. – Electronic text data. – Mode of access: https://www.epa.gov/green-infrastructure/what-green-infrastructure (date of accessed 26.08.2019). – Title from screen.
20. With a Green Makeover, Philadelphia Is Tackling Its Stormwater Problem. – Electronic text data. – Mode of access: https://e360.yale.edu/features/with-a-green-makeover-philadelphia-tackles-its-stormwater-problem (date of accessed 01.10.2019). – Title from screen.