ЖУРНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Классификационные признаки городских водоёмов (Россия)
Источник: Журнал «Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление»
ВВЕДЕНИЕ
Водоемы существуют с начала появления городских поселений и являются важной составляющей формирования городской среды. Издавна городские жители для хозяйственных целей устраивали пруды-копани, запруды на ручьях и малых реках. Начиная с XIX в., городские водоемы стали менять свое функциональное назначение — постепенно происходит изменение их ориентации с общехозяйственной на рекреационную. В XX в. городской пруд практически повсеместно превратился в элемент активной рекреации. Современный пруд является составной частью городского природного комплекса — это объект притяжения, обеспечивающий горожанам различные виды досуга и отдыха.
В данной статье представлены характерные признаки водного объекта, позволяющие разработать классификацию городских водоемов. Целенаправленно рассмотрены рекреационные водоемы в черте города (пруды и пруды-копани) за исключением водохранилищ и озер.
ВОДОЕМ КАК ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ
В настоящее время городской водоем является неотъемлемым и важнейшим элементом развитой социокультурной инфраструктуры города. Наличие водных объектов в черте города (парках, скверах, городских лесах и даже в отдельных дворах) значимо повышает рекреационные возможности городской среды, характеризующейся постоянной перегрузкой урбанизированными и индустриальными признаками [1, 2].
Вместе с тем, водоем — как водный объект в городской среде — почти всегда представляет комплекс разнообразных гидротехнических сооружений, выполняющих различные цели. Следовательно, городской водоем с полным правом можно соотнести с такими объектами как крупная гидроэлектростанция на Волге, морской порт на Дальнем Востоке или даже дамба накопителя горнодобывающего предприятия на Урале. Безусловно, сравнить не в части функционального назначения или экономических показателей (хотя и здесь можно задуматься о том, какую фактическую пользу приносит для жителей московского района «Сокол» комплекс из семи Иваньковских прудов в парке Покровское-Стрешнево или для петербуржцев россыпь прудов в Московском парке Победы). Речь идет о городском водоеме именно как о гидротехническом сооружении, т. е. сооружении, которое подвергается воздействию водной среды и использует эту среду для тех или иных целей [3].
Несмотря на активное влияние городских водоемов на жизнь города и его жителей, следует констатировать, что по данному типу гидротехнических сооружений недостаточно разработано справочной, нормативной и методологической литературы.
Согласно [4, 5], водный объект — природный или искусственный водоем, водоток либо иной объект, сосредоточение вод в котором имеет признаки водного режима (т. е. происходит изменение уровней, расходов или объемов воды). Водоем, являясь одним из видов водных объектов, представляет собой естественное или искусственное углубление в суше, заполненное медленно движущейся или неподвижной водой.
В городской черте наиболее характерными формами водоема являются пруд и пруд-копань . Пруд является водохранилищем, т. е. искусственным водоемом, образованным водоподпорным сооружением, достаточно мелководным (максимальная глубина до 10 м, средняя глубина до 3 м) и имеющим площадь до 1 км 2 [5, 6] Пруд-копань — это искусственный водоем в специальном углублении на поверхности земли [5]. На этом общепринятая и утвержденная систематизация и классификация, которая может быть использована при изучении или проектировании городских водоемов, исчерпывается. Представленные выше термины дают достаточно полное описание водоемов в рамках принципиальной системы водных объектов. Это, в свою очередь, позволяет осуществлять проектирование соответствующих гидротехнических сооружений в соответствии с критериями обеспечения надежности и безопасности их строительства и эксплуатации.
Вместе с тем, в настоящий момент назрела необходимость рассмотрения городского водоема как особого многофункционального водного объекта в черте города. На такой объект может быть обращено особое внимание и, как следствие, разработаны соответствующие классификационные признаки. Данные классификационные признаки дадут возможность принципиально выделить различные виды и типы городских водоемов по тем или иным критериям, обозначить логические взаимосвязи между важными градостроительными, планировочными, архитектурными и конструктивными параметрами. Это, в свою очередь, позволит разработать более упорядоченную систему архитектурно-градостроительного проектирования городских водоемов.
Задачи системного водопользования городских водных объектов впервые в отечественной практике наиболее полно были сформулированы в работе [7]. Авторы разработали подробную систему классификации водных объектов. Водные объекты предложено систематизировать на основе ретроспективных, географических и градостроительно-хозяйственных признаков. Для каждого вида признаков выделено от трех до четырех классификаций:
– ретроспективные признаки: по происхождению, особенностям истории и источникам развития;
– географические признаки: топографическая, гидрологическая, геологическая;
– градостроительно-хозяйственные: ландшафтно-архитектурная, историческая, хозяйственно-коммунальная, природоохранная.
При этом единичная классификация включает дальнейшее подразделение водных объектов еще на один-два вложенных уровня. Приведенная система признаков и основанных на них вложенных классификаций — первый в отечественной практике (и очень удачный) пример подхода к городским водным объектам в представлении их уникальности и обособленности.
Кроме того, в [8] разработана подробная классификации водоемов: по морфометрическим признакам (площадь, объем, максимальная глубина), гидрологическому режиму (колебание уровня, температура воды, продолжительность ледостава) и по условиям водообмена. На основании назначения соответствующих индексов назначается класс водоема — от I (низшего) до IV (высшего).
Вопросы эксплуатации, реабилитации и реконструкции городских водоемов, приведены в статьях А. В. Шабановой и Р. Х. Гадыевой [9—13], А. А. Логвиновой и В. И. Меленчука [14], З. В. Мещеряковой, А. А. Орловой, В. И. Карповой [15], В. Д. Дерюжинской и М. Н. Плугатырева [16]. Для проблематики данной статьи особый интерес представляет работа П. В. Шикалевой [17], в которой поднимаются вопросы современного представления по терминологическому позиционированию водных объектов в городе: ситуация описывается на примере недостаточности и неоднозначности принятых определений терминов «пруд» и «водохранилище».
В заключение вопроса об изученности принципов проектирования городских водоемов следует отметить, что в нормативных документах городской водоем как обособленный объект не обозначен.
ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ К НОВОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ГОРОДСКИХ ВОДОЕМОВ
В данной статье предлагаются к обсуждению классификационные признаки, предназначенные для создания новой системы классификации городских водоемов. Назначением системы классификации служит ее применение в реальной практике — в ходе проектирования данного вида объектов как при подготовке технического задания, так и непосредственно в ходе выполнения проектных работ, проектной и рабочей документации. Система должна обеспечить получение определенной базовой характеристики городского водоема, которая может использоваться для вышеуказанных практических нужд как собственником (заказчиком), так и проектировщиком. Она распространяется только на городские водоемы, основное функциональное назначение которых — рекреационное.
В основу формирования предлагаемой системы классификации городских водоемов положен баланс между двумя основными принципами:
– практическая необходимость введения того или иного классификационного признака;
– сравнительная простота (однозначность и легкость определения, удобство оперирования) классификационного признака.
При этом подход к выбору классификационного признака остался классическим, а именно — выделение из общего числа характерных особенностей фундаментальных признаков, в достаточной степени влияющих на фактический вид городского водоема.
КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ
В качестве основных классификационных признаков системы выступают следующие:
− A: тип водоема;
− B: уровень территориальной иерархии водоема;
− C: площадь водоема;
− D: средняя глубина водоема;
− E: каскадность водоема;
− F: конструкция крепления берега водоема;
− G: система питания водоема.
Классификационный признак «тип водоема» определяет, каким образом происходит или происходило создание водоема и аккумулирование в нем воды: посредством перегораживания и подпора русла водотока или устройством искусственной выемки по типу карьера или котлована. Тип водоема является фундаментальным признаком, который во многом определяет как состав сооружений или мероприятий, необходимых для функционирования объекта, так и основные принципы проектирования. При этом возможны всего три варианта данного признака (таблица 1).
Таблица 1. Варианты классификационного признака «тип водоема»
Шифр
Вариант классификационного признака
Описание классификационного признака
Водоем образован искусственным подпорным сооружением, перегораживающим водоток и обеспечивающим подъем уровня воды.
Водоем образован искусственной выемкой в основании, наполняемой грунтовыми или поверхностными водами.
Водоем образован комбинацией варианта «пруд» и «пруд-копань», при которой присутствует как подпорное сооружение, так и выемка в основании.
Классификационный признак «уровень территориальной иерархии водоема» (табл. 2) характеризует предполагаемое место расположения городского водоема в черте города, тем самым косвенно определяя степень влияния водоема на антропогенный и природный городской ландшафт. Признак «уровень территориальной иерархии водоема» определяет характер взаимодействия городского водоема по отношению к функциональному зонированию города, указывает на его расположение в городской планировочной структуре.
Таблица 2. Варианты классификационного признака «уровень территориальной иерархии водоема»
Шифр
Вариант
классификационного признака
Описание классификационного признака
Водоем располагается в ограниченных пределах двора одного или нескольких зданий (жилых или общественных), не предполагает сравнительно широкий доступ для большого числа жителей в связи с его малыми размерами.
Водоем располагается в составе застройки жилого комплекса, микрорайона, по условиям расположения и доступности изначально ориентирован на жителей данного жилого комплекса или микрорайона.
Водоем располагается в городской зоне отдыха, парке, сквере. По характеру расположения, размеру и заложенной степени притяжения не является центральным звеном функциональной зоны города.
Водоем располагается в городской зоне отдыха, парке, является одним из важнейших или важнейшим (центральным) элементом территории. Выполняет функцию основного элемента парка, привлекая жителей окружающей городской территории на расстоянии доступности.
Водоем располагается в пределах городского лесного массива (городского леса, лесопарка). Генезис, как правило, неантропогенный. Предполагает минимальное воздействие со стороны городской среды, часто – пространственную изоляцию.
Классификационный признак «площадь водоема» отражает его фактические размеры. По функциональному назначению данный признак отчасти пересекается с признаком «уровень территориальной иерархии водоема». При этом признак «площадь водоема» наиболее точно, в сравнении с другими признаками, позволяет оценить общий объем затрат и работ по объекту (проектируемому или существующему), его влияние на природно-антропогенные системы города, экологический баланс и др. Верхний предел возможных вариантов признака (табл. 3), равный 1 км 2 , соответствует определению понятия пруда, приведенному в [5].
Таблица 3. Варианты классификационного признака «площадь водоема»
Шифр
Вариант классификационного признака
Описание классификационного признака
Площадь менее 5 000 м 2 (0,5 га)
Площадь в диапазоне 5 001—10 000 м 2 (0,5—1,0 га)
Площадь в диапазоне 10 001—30 000 м 2 (1—2 га)
Площадь в диапазоне 30 001—100 000 м 2 (2—5 га)
Площадь в диапазоне 100 001—300 000 м 2 (5—20 га)
Площадь в диапазоне 300 001—1 000 000 м 2 (20—100 га)
Классификационный признак «средняя глубина водоема» подразделяет водоемы по глубине воды, которая наиболее характерна для каждого рассматриваемого водного объекта в целом. Признак «средняя глубина водоема» способен обеспечить в первом приближении общее понимание характера имеющихся условий для существования флоры и фауны водного объекта. Верхний предел возможных вариантов признака (табл. 4), равный 3 м 2 , соответствует определению понятия пруда как мелководного водохранилища, приведенному в [5] и уточненному в [7].
Таблица 4. Варианты классификационного признака «средняя глубина водоема»
Шифр
Вариант классификационного признака
Описание классификационного признака
Средняя глубина до 1 м
Средняя глубина от 1 до 2 м
Средняя глубина от 2 до 3 м
Глубина превышает пороговое значение для прудов 3 м
Классификационный признак «каскадность водоема» (табл. 5) задает условие или факт расположения городского водоема в каскаде или отсутствие каскада. Под каскадом в данном случае понимается наличие соседнего водоема (пруда) на том же водотоке на расстоянии не более утроенной длины рассматриваемого водоема (от подпорного сооружения вниз по течению водотока или от места выклинивания зеркала воды вверх по течению).
Таблица 5. Варианты классификационного признака «каскадность водоема»
Шифр
Вариант классификационного признака
Описание классификационного признака
Городской водоем не имеет близкорасположенных соседних водоемов
Городской водоем имеет соседние водоемы, располагающиеся как вверх, так и вниз по течению водотока
Городской водоем имеет близкорасположенный соседний водоем, располагающийся вверх по течению водотока
Городской водоем имеет близкорасположенный соседний водоем, располагающийся вниз по течению водотока
Классификационный признак «крепление берега водоема» (табл. 6) отражает конструктивное решение по креплению береговой полосы. Данный признак фактически является наиболее характерным с точки зрения представления водоема как гидротехнического сооружения с тем или иным решением по берегоукреплению .
Таблица 6. Варианты классификационного признака «крепление берега водоема»
Шифр
Вариант классификационного признака
Описание классификационного признака
Крепление или любая другая форма организации берегового откоса городского водоема отсутствуют
Берег городского водоема выполнен в виде выравненного и уположенного тем или иным образом откоса в естественном основании
Берег городского водоема выполнен в виде откосного профиля с применением различных конструктивных решений (матрасы, наброска камня, плиты и др.)
Берег водоема выполнен в виде вертикальной или близкой к вертикали стенки (подпорная стена, больверк и др.)
Берег городского водоема выполнен в виде выраженного сочетания откосной и вертикальной конструкций
Берег городского водоема выполнен в виде различных комбинаций вариантов креплений
Классификационный признак «система питания водоема» (табл. 7) характеризует источник воды, который может рассматриваться в качестве основного для обеспечения водоема.
Таблица 7. Варианты классификационного признака «система питания водоема»
Шифр
Вариант классификационного признака
Описание классификационного признака
Чаша городского водоема заполняется и пополняется в основном из водопроводной системы
Естественное от водотока
Чаша городского водоема заполняется и пополняется в основном стоком водотока (водотоков)
Чаша городского водоема заполняется и пополняется в основном за счет инфильтрации грунтовых вод
Чаша городского водоема заполняется и пополняется из нескольких источников, без возможности выделения превалирующего
ПРИМЕР КЛАССИФИКАЦИИ ГОРОДСКИХ ВОДОЕМОВ
В летне-осенний период 2017 г. было проведено оценочное обследование состояния 35 прудов, располагающихся в Москве и в пределах ближнего Подмосковья (рис. 1). Для данного перечня прудов в качестве примера приводим в табл. 8 назначение описанных выше классификационных признаков. На рисунках 2―8 для каждого из классификационных признаков представлены процентные соотношения вариантов.
Рисунок 1 — Схема расположения обследованных прудов на карте Москвы
Таблица 8. Пример назначения классификационных признаков для 35 городских водоемов
Название водоема
Классификационные признаки
A: тип водоема
B: уровень территориальной иерархии водоема
C: площадь водоема
D: средняя глубина водоема
E: каскадность водоема
F: конструкция крепления берега водоема
G: система питания водоема
Источник