КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Чернець Оксана Петрівна

УДК 711.11

ПРИНЦИПИ ТА МЕТОДИ ВИБОРУ ВАРІАНТІВ ЗАБУДОВИ МІСЬКИХ ТЕРИТОРІЙ, ЩО ПІДТОПЛЮЮТЬСЯ

05.23.20. Містобудування та територіальне планування

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ - 2001 рік

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному університеті будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Осітнянко Андрій Петрович, доцент кафедри міського будівництва Київського національного університету будівництва і архітектури.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Клюшниченко Є.Є., директор науково-дослідного проектного інституту НДПІ містобудування.

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Шаповалов Е.В., керівник інженерно-планувального відділу Державного інституту проектування міст ДІПРОМІСТО.

Провідна установа: Харківська державна академія міського господарства Міністерства освіти і науки України, м. Харків.

Захист відбудеться 15.06.2001 р. о 13 годині в а.466 на засіданні спеціалізованої вченої ради № Д26.056.09 при Київському національному університеті будівництва і архітектури, 03037, м. Київ-37, Повітрофлотський пр., 31

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури, 03037, м. Київ-37, Повітрофлотський пр., 31

Автореферат розісланий “ 14 “ травня 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Ісаєв О.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Містобудівне освоєння територій, експлуатація будинків, споруд та інших об'єктів, які розташовані на грунтах з слабкою проникливістю води, практично завжди супроводжується накопиченням вологи в товщі грунтів та під'ємом рівня грунтових вод (надалі РГВ).

Актуальність теми. На території України підтоплення забудованих територій прийняло регіональний характер і за останні 30 - 40 років захопило біля 70 % територій південних міст, підтоплено 1841 населений пункт, що складає приблизно 160 тис. га забудованих територій, і біля 850 тис. га орних земель.

Для попередження процесу підтоплення або значного послаблення його впливу необхідно розробити інструмент прогнозування нового РГВ, визначення такого функціонального використання і просторово-планувального рішення території, що мінімізує витрати на інженерний захист. Це можливо тільки на основі знання основних закономірностей формування природного і штучного (техногенного) водного режиму як цілих регіонів, так і окремих ділянок. Відсутність методів прогнозу підтоплення забудованих територій, як природно-техногенних систем, не дозволяє своєчасно (тобто ще на стадії вишукувань і проектування) встановлювати можливість підтоплення, час і масштаби його проявлення, визначити оптимальні, з точки зору впливу на природне середовище, варіанти забудови, передбачити комплекс заходів інженерного захисту.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Розроблена модель забудованої території, алгоритм її проектування, методика прогнозування РГВ були використані НДІТІАМ при розробці концепції генплану м. Києва (в рамках науково-проектної роботи “Науково-методичне обгрунтування та забезпечення розробки Генерального плану та Проекту планування приміської і зеленої зон м. Києва”, інв. №2111/1 договір 50/98-99), КНУБА в методичних розробках, курсовому і дипломному проектуванні на кафедрах міського будівництва, містобудування.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка методики раціонального вибору варіантів забудови територій, що підтоплюються, на основі прогнозу рівня грунтових вод для різноманітних зон міста, що дозволяє запобігти підвищення РГВ, враховує повну сукупність взаємозв'язків, які виникають між антропогенними (будівельними, планувальними) і природними елементами забудованої території.

Основні завдання дослідження:

аналіз і систематизація природних умов і факторів, які впливають на зміну рівня грунтових вод;

виявлення і оцінка техногенних навантажень на природне середовище в залежності від типу містобудівного освоєння території;

розробка структурної, структурно-логічної моделей природно-техногенної системи - забудованої території;

створення інформаційної моделі;

розробка математичної моделі прогнозу рівня грунтових вод, обгрунтування вибору різносної схеми;

визначення методу оптимізації планувального рішення;

розробка алгоритмів функціонування підсистеми;

розробка технології вибору варіантів забудови, оцінки стану природного середовища, обгрунтування комплексу заходів по його захисту, графічний вивід інформації.

Предмет дослідження: взаємозв'язки природних факторів територій, що підтоплюються, і техногенного навантаження, що виникають при містобудівному освоєнні цих територій.

Об'єкт дослідження: запроектовані і побудовані містобудівні об'єкти в м. Києві.

Методи дослідження: аналіз літературних джерел, нормативних та інших матеріалів, які пов'язані із узагальненням досвіду містобудівного освоєння територій, що підтоплюються, в нашій країні та за кордоном; системний аналіз; теорія графів; математична статистика; диференційне обчислювання; численні методи вирішення диференційних рівнянь; моделювання на ЕОМ.

В своїй роботі автор спирався на праці різних вчених:

- в галузі містобудівництва і архітектурно-будівельного проектування: Авдотьїна Л.Н., Барсукова Г.М., Деміна М.М., Дехтяря С.Б., Горохова В.А., Жирнова Л.Д., Лунца Л.Б., Маклакової Т.Г., Плинера В.А., Родічкіна І.Д., Фалєєва В.Г., Фільварова Г.Й., Фоміна І.А., Яргіної З.Н. та інш.;

-застосування математичних методів: Абуталієва Ф.Б., Джеймсона Е., Ковалевського В.С., Ляшко І.І., Самарського А.А., Семенова С.М., Хабібулаєва І.Х., Шестопалова В.М., Фарлоу С., Полубаринова-Кочіна П.Я.;

- в галузі освоєння території з складним рельєфом: Горніака Л., Гутнова К., Коротуна І.М., Крогіуса В.Р., Маринича А.М.;

- в галузі інженерного захисту території: Коноплянцева А.А., Котлова Ф.В., Оситнянко А.П.;

- з питаннь гідрогеології і прогнозування режиму грунтових вод на забудованих територіях: Абрамова С.К., Андерсона М.Г., Анпилова В.Є., Галецького Л.С., Гальперина А.М., Гризи А.А., Дегтярьова Б.М., Дзекцера Є.С., Зільберга В.С., Казакової І.Г., Ковалевського В.С., Огняника Н.С., Осітнянко А.П., Рудакова В.К., Слинко О.В.

Наукова новизна отриманих результатів. Наукова новизна роботи полягає в:

·

· розробці структурної, структурно-логічної, інформаційної, математичної моделей забудованої території, яка зазнає підтоплення;

· розробці методики прогнозу рівня грунтових вод забудованих територій і методики складання схем інженерного захисту території.

Практичне значення одержаних результатів. Практична значимість дисертаційної роботи полягає в тому, що розроблена модель забудованої території і алгоритм її проектування дозволяє розглядати забудову як комплекс елементів, змінюючи які можна покращити екологічний стан містобудівного середовища і тим самим значно знизити затрати на заходи інженерного захисту території. Розроблені алгоритми дозволяють автоматизувати процес інженерно-екологічної, економічної оцінок, вибору варіанту планувального рішення забудови, складення схем інженерної підготовки території, прогнозувати стан природного середовища.

Особистий внесок здобувача. Основний зміст роботи, додаткові дослідження опубліковані в шести друкарських роботах, дві з них виконано зі співавтором. В роботах відсутній повтор матеріалу. В роботах, виконаних зі співавтором, Чернець О.П. був проведений аналіз містобудівної території з метою виявлення структури природно-техногенної системи; запропоновано перелік чинників, що визначають РГВ на забудованих територіях, проведено їх структурний аналіз, побудовано структурну, структурно-логічну, інформаційну моделі режиму грунтових вод на забудованих територіях. Описано математичні моделі, які використовуються в даний час для опису містобудівних об'єктів, здійснено їх порівняння. Співавтором, Осітнянко А.П., було проведено статистичне обгрунтування факторів, що визначають стійкість території, запропоновано технологію прогнозування стійкості забудованої території зі схилами.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи докладалися на:

·

· 61-ій науково-практичній конференції: Підвищення ефективності міського будівництва. Кафедра міського будівництва, Київський національний університет будівництва і архітектури. - Київ, 24-27 квітня 2000 р.

Публікації. По темі дисертації опубліковано 6 друкованих робіт.

Структура роботи. Роботи складається з вступу, 3 розділів і заключення, вміщує 105 сторінок тексту, 44 рисунків, переліку літератури з 159 найменувань і додатків.

ЗМІСТ РОБОТИ

В введенні обгрунтовується актуальність роботи, мета, задачі і методика дослідження. Проводиться аналіз існуючого стану в питанні прогнозування РГВ на забудованих територіях.

В 1 розділі проведено аналіз об'єкту дослідження – містобудівної території з метою виявлення структури природно-техногенної системи, основних чинників, які справляють найбільший вплив на режим грунтових вод на забудованих територіях.

Проведений аналіз дозволив виявити, що:

·

· розробка ефективних методів управління потребує структуризації об'єкту і суб'єкту управління, вивчення механізмів впливу суб'єкта управління на об'єкт, вивчення методів оцінки чутливості об'єкта до змін для подальшого коригування керуючих впливів;

· в традиційній технологій проектування відсутній прогноз стану містобудівного об'єкту як природно-техногенної системи; природне середовище представляється як умова і ресурс розвитку міста, природні чинники беруться в статиці і, як правило, для дозабудованого періода;

· екологічна оцінка охоплює незначну кількість факторів природного і антропогенного середовища і, як правило, розглядає їх одночасно для одного варіанту рішення;

· фактично процес містобудівного проектування неітеративний.

Проведений аналіз математичних моделей містобудівних об'єктів, що існують, дозволив зробити наступний висновок: для поєднання достоїнств оптимізаційного моделювання і евристичної діяльності проектувальника пропонується використовувати симуляційну методологію моделювання складних містобудівних систем, що поєднує обидві групи моделей . Симуляційне моделювання дозволяє змінити традиційну методику проектування, автоматизував її. Зміни зводяться до збільшення варіантності проектування, включення прогнозів стану містобудівної системи у відповідності з її можливими змінами, кількісним оцінкам кожного варіанту по інженерно-економічним, екологічним і естетичним параметрам, введення блоку параметричної оптимізації забудови по поверховості і типам будинків.

З метою виявлення і обмеження кількості елементів структури моделі об'єкту проектування – освоєної під місто території, що підтоплюється, були проведені дослідження значимості різних природних і антропогенних факторів природно-техногенної системи на режим грунтових вод.

Розроблений орграф, матриці суміжності і інцидентності структурних відношень природно-техногенної системи, яка підтоплюється, - містобудівної території, що дозволило обгрунтувати необхідність представлення в містобудівній оцінці території результатів аналізу і прогнозу стану природно-техногенної системи, окреслити коло досліджень для формалізації взаємозв'язків природної і антропогенної підсистем містобудівної системи.

Природні і антропогенні умови, в яких спостерігається підтоплення, дуже різноманітні, через це для аналізу причин, побудови прогнозів, вибору і розрахунку захисних споруд була проведена схематизація цих умов, виділені основні фактори, що визначають підтоплення на забудованих територіях, відкинуті другорядні, що слабо впливають на цей процес.

Розділ 2 присвячений формалізації взаємозв'язків природних і антропогенних елементів природно-техногенної системи і розробці методик інженерно-економічної і екологічної оцінок варіантів забудови території, що підтоплюється.

Проведені дослідження дозволили виявити набір антропогенних навантажень і впливів для кожної функціональної зони міста, межі змін цих навантажень. Було побудовано інформаційну модель режиму грунтових вод на забудованих територіях.

При містобудівному освоєнні території змінюється напружений стан грунтів. При забудові будинками різних типів виявляються і різні навантаження на основу, крім типу будинку істотний вплив на значення статистичного навантаження справляє поверховість будинку, взаємне розташування будинків в плані, кількість та взаємне розташування блок-секцій в межах одного будинку. Для визначення сумарного навантаження пропонується формула, яка враховує вплив матеріалів, площі та поверховості забудови, природних показників (сейсмічність, сила вітру).

Проведені дослідження розподілення величини додаткового тиску на різній глибині і для різних типів будинків дозволили оцінювати вплив забудови на фільтраційні показники грунтів території.

Були проведені кількісні оцінки дій різних планувальних побудов на природні компоненти природно-технічної системи: зміна поверхні схилу, співвідношення природної і штучної поверхонь забудованої території і коефіцієнт стоку, як компоненти, які максимально прямо і опосередньо впливають на РГВ.

Для розрахунку інтенсивності випаровування грунтових вод на забудованих територіях пропонується наступна формула:

W=(1-y)(aH+cb-aL),

де a - коефіцієнт, що залежить від кліматичного району; b - інтенсивність випаровування з відкритої поерхні грунту; Н – потужність грунтових вод; L – відстань від поверхні землі до водоупору; С – коефіцієнт, який враховує орієнтацію схилу; y - коефіцієнт стоку забудованої території.

Забудова і благоустрій території приводить до затінення її частини, яка покрита будинками і покриттями шляхів, що приводить до виникнення різності температур грунтів під покриттями і на вільній поверхні і виникненню термоосмотичної фільтрації грунтових вод в сторону падіння температур. В роботі приведені дослідження зміни термоосмотичної фільтрації в залежності від забудови.

Різне водоспоживання приводить до різної кількості утрат води з інженерних комунікацій по площі забудованої території. Для умов житлової забудови інфільтрацію з водонесучих комунікацій можна визначати, як:

,

де Wij – коефіцієнт інфільтрації від утрат з водонесучих комунікацій на площі з розмірами DхDу; n – нормуєма доля водоспоживання на утрати (приймається від 5 до 10% водозабору на полощу, що розглядається); m – норма водоспоживання на одну людину; Fij – житловий фонд, що розміщено на площі з розмірами DхDу.

Схематизуючи геологічну будову і гідрогеологічні умови, рух грунтових вод пропонується представити як планову нестаціонарну фільтрацію для одношарового безнапірного потоку грунтових вод, що підстилається негоризонтальним водоупором.

,

де K0(x, y) - коефіцієнт фільтрації водоносного горизонту; h(x, y, t) - абсолютна відмітка рівня грунтової води; HB(x, y) - абсолютна відмітка підошви водоносного горизонту; W(x, y, t) - величина, що характеризує витрату води, що надходить в водоносний пласт (інфільтрація атмосферних опадів, додаткова інфільтрація за рахунок утрат з водонесучих комунікацій, випаровування та транспірація); m - коефіцієнт водовіддачі або недостатку насичення.

Для рішення рівняння фільтрації грунтових вод доцільне використання числених методів. Кінцево-різносні методи апроксимують перші похідні рівняння в приватних похідних як частинні різності (різності між значеннями перемінних в суміжних кутах, які беруться з прив'язкою по простору та часу і відносіться до довжини інтервалу між цими суміжними вузловими точками).

З застосуванням методу кінцевих різностей, диференційне рівняння для прогнозу РГВ предстане в вигляді:

,

де - абсолютна відмітка рівня грунтових вод через проміжок часу Dt; - абсолютна відмітка рівня грунтових вод в початковий проміжок часу; - потужність водоносного шару (грунтового потоку) в початковий проміжок часу; - коефіцієнт фільтрації в точці (ij) зверху; - коефіцієнт фільтрації в точці (ij) знизу; - коефіцієнт фільтрації в точці (ij) ліворуч; - коефіцієнт фільтрації в точці (ij) праворуч (всі коефіцієнти фільтрації беруться з врахуванням антропогенного навантаження: привантаження будинками, тип і місцеположення будинків (планувальне побудування), термоосмотичної фільтрації); Dх - розмір розбивочної сітки (шаблону); m - коефіцієнт водовіддачі або недостачі насичення; Wij - інфільтрація з водонесучих інженерних комунікацій; WO - інфільтрація атмосферних опадів; WS - випаровування з поверхні грунтових вод; yij - коефіцієнт стоку в точці (ij).

Одним з критеріїв оцінки варіанту планувального рішення в рамках симуляційної моделі є економічна оцінка можливого збитку при підтопленні і порушенні стійкості території і вартості інженерних заходів по стабілізації території. Пропонується наступна методика для визначення оцінки: оцінка збитку визначається, виходячи з конкретної забудови території, що знаходиться в верхній і нижній частинах території, благоустрою самої території, з врахуванням наступних основних видів забудови: вулиць і доріг, житлової забудови, промислових підприємств.

Розділ 3 присвячений практичній реалізації методики раціонального вибору варіантів забудови території, що підтоплюється на основі прогнозу РГВ.

При розробці програмної системи пропонується використовувати два рівні моделювання: структурний (функціонально-логічний) і кількісний (адекватний). Перший рівень дозволяє на початкових стадіях проектування звузити область можливих рішень при дефіциті вихідної інформації: обмежити набір функціональних зон, обмежити зони розміщення будинків різних типів і поверховості. Тут пропонується використовувати метод Парето. Точками Парето є ділянки території cОC для яких виконується умова:

,

де: Фi(x) – оцінка ефективності забудови (поверховість і тип) ділянки х по фактору Фi; Wi – питома вага фактора; m – кількість приватних факторів; n – кількість ділянок території.

Задача зводиться до визначення приватних критеріїв Фi і відповідних ваг їх коефіцієнтів Wi. Оскільки на початкових стадіях містобудівного проектування перед усе вирішуються питання соціально-економічного, інженерно-планувального і екологічного характеру, то нормативно допустимі параметри факторів, що використовуються при вирішенні цих питань виступають приватними критеріями, а ваговими коефіцієнтами є результати статистичного аналізу значимості обраних факторів. На кількісному рівні моделювання кожній логічній змінній структурної моделі відповідає алгебраїчна чи кількісна змінна.

В роботі вирішується задача умовної оптимізації забудови по екологоформуючим факторам. Параметрами проектування є тип і поверховість будинків, а обмеженнями – містобудівні нормативи по типам, поверховості, розривам між будинками і схема розміщення будинків, яку визначає проектувальник. Приватними цільовими функціями є: мінімізація підйому РГВ; мінімізація зміни рельєфу території; мінімізація напруженого стану грунтів; мінімізація потужності ослаблених грунтів.

Програмна система написана на мові Паскаль для машин серії ІВМ і складається з програмних модулів рішення спеціальних завдань моделювання і програмних модулів графічного виводу інформації. Програмна система побудована по монолітно-модульному принципу. Головний модуль виконує функції вводу-виводу і контролю вихідної інформації. Вихідна інформація повністю відповідає як з змістовної так і з формальної сторони вимогам до матеріалів інженерних вишукувань для стадій проекту детального планування (ПДП) і проекту забудови (ПЗ). Контроль вихідної інформації заключається в виявленні механічних і змістовних помилок.

На наступному етапі роботи моделі аналізуються природні умови дозабудованого стану території. Оцінюються гідрогеологічні умови, а саме: визначаються глибина залягання грунтових вод, складається баланс території по умовам підтоплення, будується карта-схема глибин залягання грунтових вод. Аналіз геоморфологічних умов зводиться до оцінки рельєфу території по похилам і пересіченності: складається баланс території по похилам рельєфу, будується оціночна карта рельєфу.

Наступний етап моделювання заключається в обмеженні кількості можливих планувальних рішень, тобто складається карта-схема будівельного зонування по поверховості і типам будинків. Надалі проводиться аналіз ступеню техногенної зміни природного середовища для цього варіанту планувального рішення, тобто в кожному вузлі розбивочної сітки визначається значення коефіцієнту антропогенного навантаження, складається баланс території по ступеню антропогенних змін і будується карта-схема цих змін. Проводиться на заданий проміжок часу прогноз РГВ забудованої території, будується карта-схема глибин залягання підземних вод, складається баланс території по умовам підтоплення. Аналізується ділянкова і загальна стійкість території, складається баланс території по умовам стійкості і будується карта-схема стійкості території.

На наступному етапі проводиться пофакторовий аналіз чинників, що впливають на РГВ. Результатом цього аналізу є розділення факторів на головні і другорядні, вивід текстової інформації, яка містить рекомендації по вибору заходів інженерної підготовки території і корегування планувального рішення, а також складання схеми заходів інженерної підготовки території. Оцінка варіанту планування завершується підрахунком можливого економічних збитків при підтопленні території, визначенням вартості заходів інженерної підготовки території і побудування перспектив забудованої ділянки з різних точок зору з видаленням і без видалення невидимих ліній.

Відкорегований варіант виводиться в вигляді схеми розміщення будинків різної поверховості. Проектувальник змінює варіант, виходячи з рішення архітектурно-композиційних завдань. Новий варіант планування відправляється на розрахунок. Так цей процес може повторюватися до вибору варіанту, який улаштовує проектувальника.

Для визначення достовірності прогнозу РГВ на забудованій території було проведено моделювання умов підтоплення для ділянок території м. Києва. Отримані карта-схеми прогнозованого рівня грунтових вод порівнювалися з реальними умовами, які існували на період прогнозу. Надалі було проведено статистичний аналіз отриманих результатів, що дозволило довести високу достовірність прогнозу (81-90%).

ЗАКЛЮЧЕННЯ

1. Сьогодні здійснюється інтенсивне містобудівне освоєння незручних території. Методика проектування цих територій, що діє, передбачає оцінку стану природного середовища тільки для дозабудованого стану, в ній відсутній прогноз стану забудованої території, варіантність проектування зводиться до розробки декількох планувальних рішень, вибір серед яких проводиться тільки на основі архітектурно-композиційної оцінки, проект інженерного захисту і економічна оцінка проводиться для одного варіанта рішення, відсутня можливість оптимізації варіантів планувальних рішень. Все це приводить до непередбачених несприятливих явищ в період будівництва і експлуатації забудованої території, що підтоплюється.

2. В дисертаційній роботі було обгрунтовано представлення містобудівної території як складної, динамічної, відкритої системи, здатної до саморегулювання, що потребує нетрадиційного підходу до її проектування. Сформульована необхідність представлення оцінки і прогнозу стану природного середовища забудованої території як зворотного зв'язку ітераційного процесу розробки проекту планування і забудови території, що підтоплюється.

3. Запропоновано комплекс містобудівних чинників, що відрізняються від загально прийнятих техногенних, і тим більше, природних факторів.

4. Проведено системний аналіз, який дозволив розробити структурну, структурно-логічну моделі забудованої території, обгрунтувати представлення про містобудівну оцінку території як о процесі аналізу і прогнозу стану природно-техногенної системи, окреслити коло досліджень для формалізації взаємозв'язків природної і антропогенної підсистем містобудівної системи.

4. Дослідження, що були проведені дозволили виявити набір антропогенних навантажень і дій для кожної конкретної функціональної зони міста, межі змін параметрів цих впливів, що до цих пір не було зроблено в роботах інших авторів і побудувати інформаційну модель.

5. На основі досліджень взаємозв'язків елементів природно-техногенної системи - забудованої території було розроблено математичну модель прогнозу впливу забудови на стан природного середовища і зонування території, що підтоплюється, яка включає: прогноз рівня грунтових вод забудованої території на заданий проміжок часу; визначення величини і розподілення по території антропогенних навантажень для різних варіантів планувальних рішень; аналіз рельєфу по похилам і перетину, підрахунок об'ємів земляних робіт при забудові ділянки будинками різних типів; будівельне зонування території по розміщенню будинків різних типів і поверховості; пофакторний аналіз стійкості забудованих територій; визначення величини економічних збитків при порушенні стійкості і підтопленні території; графічного виводу результатів по кожній проектній процедурі в вигляді різних схем.

6. Теоретичні розробки послужили основою для створення програмного комплексу, який реалізує на ЕОМ підсистему вибору варіанту забудови і містобудівної оцінки незручної території. Використання методики для виконання прогнозу РГВ на забудованих територіях м. Києва дозволило підтвердити її працездатність, правильність прийняття рішень, а також довести достовірність прогнозу, який виконується за допомогою даних розробок.

Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в наступних роботах:

1. Осітнянко А.П., Чернець О.П. Прогнозування режиму грунтових вод на забудованих територіях // Містобудування та територіальне планування: Зб. наук. пр. – К.: КДТУБА. - Вип. 2, 1998 – С. 96-105

2. Чернець О.П. Математична модель для прогнозу РГВ на забудованих територіях // Містобудування та територіальне планування: Зб. наук. пр. – К.: КНУБА. - Вип. 3, 1999 – С.130-134

3. Чернець О.П. Деякі чинники, які впливають на РГВ на житлових територіях // Містобудування та територіальне планування: Зб. наук. пр. – К.: КНУБА. - Вип. 4, 1999 – С. 132-135

4. Осітнянко А.П., Чернець О.П. Структурне моделювання природно-техногенної підсистеми містобудівної системи // Містобудування та територіальне планування: Зб. наук. пр. – К.: КНУБА. - Вип. 5, 2000. –С. 184-201

5. Чернець О.П. Прогнозування РГВ на забудованих територіях і його достовірність // Містобудування та територіальне планування: Зб. наук. пр. - К.: КНУБА. - Вип. 6, 2000. – С. 180-188

6. Чернець О.П. Містобудівні бази даних та їх застосування // Інженерна геодезія: Зб. наук. пр. - К.: КНУБА. - Вип. 44, 2000. – С. 234-239

АНОТАЦІЯ

Чернець О.П. Принципи та методи вибору варіантів забудови міських територій, що підтоплюються. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук зі спеціальності 05.23.20 – Містобудування та територіальне планування. Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2001.

В дисертаційній роботі було обгрунтовано представлення містобудівної території як складної, динамічної, відкритої системи, здатної до саморегулювання, що потребує нетрадиційного підходу до її проектування. Сформульована необхідність представлення оцінки і прогнозу стану природного середовища забудованої території як зворотного зв'язку ітераційного процесу розробки проекту планування і забудови території, що підтоплюється.

Проведено системний аналіз, який дозволив розробити структурну, структурно-логічну моделі забудованої території, обгрунтувати представлення про містобудівну оцінку території як о процесі аналізу і прогнозу стану природно-техногенної системи, окреслити коло досліджень для формалізації взаємозв'язків природної і антропогенної підсистем містобудівної системи. Виявлено набір антропогенних навантажень і дій для кожної конкретної функціональної зони міста, межі змін параметрів цих впливів, побудувано інформаційну модель.

На основі досліджень взаємозв'язків елементів природно-техногенної системи - забудованої території було розроблено математичну модель прогнозу впливу забудови на стан природного середовища і зонування території, що підтоплюється.

Теоретичні розробки послужили основою для створення програмного комплексу, який реалізує на ЕОМ підсистему вибору варіанту забудови і містобудівної оцінки незручної території.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: прогноз, гідрогеологічні умови, варіанти забудови, модель забудованої території.

АННОТАЦИЯ

Чернец О.П. Принципы и методы выбора вариантов застройки городских территорий, которые подтапливаются. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.20 – Градостроительство и территориальное планирование. Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 2001.

Сегодня осуществляется интенсивное градостроительное освоение неудобных территорий. Действующая методика проектирования таких территорий, предусматривает оценку состояния природной среды только для дозастроечного периода, в ней отсутствует прогноз состояния застроенной территории, вариантность проектирования сводится к разработке нескольких планировочных решений, выбор среди которых проводиться только на основе архитектурно-композиционной оценки, проект инженерной защиты и экономическая оценка проводится для одного варианта решения, отсутствует возможность оптимизации вариантов планировочных решений. Все это приводит к непредвиденным неблагоприятным явлениям в период строительства и эксплуатации застроенной подтопляемой территории.

Целью диссертационной работы была разработка методики рационального выбора вариантов застройки подтапливаемой территории на основе прогноза УГВ для разных зон города с учетом полной совокупности взаимосвязей между природными и антропогенными факторами, влияющими на изменение режима грунтовых вод.

Было обосновано представление градостроительной территории как сложной, динамической, открытой системы, способной к саморегулированию, которая требует нетрадиционного подхода к проектированию. Сформулирована необходимость представления оценки и прогноза состояния природной среды застроенной территории как обратной связи итерационного процесса разработки проекта планировки и застройки подтапливаемой территории.

Проведен системный анализ, который позволил разработать структурную, структурно-логическую модели застроенной территории, обосновать представление о градостроительной оценке территории как о процессе анализа и прогноза состояния природно-техногенной системы, очертить круг исследований для формализации взаимосвязей природной и антропогенной подсистем градостроительной системы.

Проведенные исследования позволили выявить набор антропогенных нагрузок для каждой конкретной функциональной зоны города, границы изменений параметров этих нагрузок, что до сих пор не было сделано в работах других авторов и построить информационную модель.

На основе исследований взаимосвязей элементов природно-техногенной системы – застроенной территории была разработана математическая модель прогноза влияния застройки на состояние природной среды и зонирование подтапливаемой территории, которая включает:

·

· определение величины и распределения по территории антропогенных нагрузок для разных вариантов планировочных решений;

· анализ рельефа по уклонам и пересеченности, подсчет объемов земляных работ при застройке участка зданиями разных типов;

· строительное зонирование территории по размещению зданий разных типов и этажности;

· пофакторный анализ устойчивости застроенных территории;

· определение величины экономического ущерба при нарушении устойчивости и подтоплении территории;

· графический вывод информации по каждой конкретной процедуре в виде разных схем.

Теоретические разработки послужили основой для создания программного комплекса, который реализует на ЭВМ подсистему выбора варианта застройки и градостроительной оценки неудобной территории. Использование методики для проведения прогноза УГВ на застроенных территориях г. Киева позволило подтвердить ее трудоспособность, правильность принятия решений, доказать достоверность прогноза, который выполняется с помощью данных разработок.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: прогноз, гидрогеологическое состояние, варианты застройки, модель застроенной территории.

ABSTRACT

Chernets O.P. Principles and methods of selection of the variants of building on underflooded municipal arias. – Manuscript.

Dissertation on competition for the candidate of technical science degree in speciality 05.23.20 – Town and territorial planning. Kiev national University of building and architecture. Kiev, 2001.

This thesis presents the town-planning area as a complex, open system capable of self-regulation. It requires non-traditional approach to planning. This work formulates the necessity of estimation and forecast of the environment condition of the built-up area as a feedback of iteration process of development of the project for planning and building-up of flooded area.

The fulfillment of system analysis has enabled to work out structural, structural-logical models of the built-up area, which made it possible to determine the scope of research for formalizing the correlation between natural and technical sub-systems of the town-planning area. A selection of technical loads for each functional zone of the town was revealed as well as limits of parameters alternation for these loads. Data model of subterranean waters mode has been developed.

Mathematical forecast model for subterranean waters mode on the built-up area on the basis of fulfilled research has been worked out.

Software for sub-system of selection of the building-up variant and town-planning estimation of difficult of access area has been established. The methods of forecast of the subterranean waters level on the built-up areas have been worked out. Its compatibility with the real conditions was checked. Experimental planning of a number of sites in Kyiv has been carried out.

KEY WORDS: forecast, hydrogeological conditions, variants of building, model of built up aria.