Математико-картографическая модель урбоэкологической среды Баку

УДК 711.

КАХРАМАНОВА Ш. Ш.

Математико-картографическая модель урбоэкологической среды Баку

Статья посвящена математико-картографическому моделированию урбоэкологической среды города Баку. Модель разработана автором на основе детального изучения отдельных компонентов экосреды Баку. Для урбоэкологического моделирования территории Баку была произведена оценка территории города по комплексу урбоэко-логических показателей (32 признака). В качестве метода моделирования избран кластер-анализ, а в качестве меры связи — евклидово расстояние. В результате моделирования территория Баку разделена по комплексу показателей на три типологических района, даны рекомендации по их преобразованию.

Ключевые слова: моделирование, экосреда, кластер-анализ, урбоэкологический анализ, город Баку, типологические районы.

KAHRAMANOVA SH. SH.

MATHEMATICAL-CARTOGRAPHIC MODEL OF BAKU URBAN-ECOLOGICAL ENVIRONMENT

The article is devoted to mathematical-cartographic simulation of urban-ecological environment of Baku-city. The model was worked out by the author on the basis of detailed analysis of separate components of Baku eco-environment. For urban-ecological modeling of Baku territory the city territory was estimated on a complex of urban-ecological indicators (totally 32 features). The cluster analysis is selected as the simulation method, the Euclidean distance is selected as a connection measure. As a result of simulation the territory of Baku is divided on 3 typological areas on a complex of features and the recommendation on their transformation is resulted in the article.

Keywords: simulation, eco-environment, cluster analysis, urban-ecological analysis, Baku-city, typological areas.

Кахраманова

Шахла

ШехАли кызы

кандидат архитектуры, доцент кафедры «Архитектурное проектирование и градостроительство» Азербайджанского архитектурностроительного университета

e-mail:

shahlakahramanova@

yandex.ru,

shahlakahramanova@

gmail.com

Жизнедеятельность человека, безусловно, влияет на различные экологические системы. Примером таких, чаще всего опасных, воздействий является осушение болот, вырубание лесов, уничтожение озонового слоя, сброс отходов в окружающую среду. Этим самым человек разрушает сложившиеся связи в устойчивой системе, что может привести к ее дестабилизации, т. е. к экологической катастрофе.

Экологическая опасность охватывает сегодня территории крупных регионов, в том числе территорию Азербайджана, в пределах которой весьма неблагоприятной экологической обстановкой отличается территория Баку, где негативно изменены все элементы природы: атмосфера, гидросфера, верхние слои литосферы. Экологическая напряженность территории города связана, прежде всего, с разработкой нефтяных месторождений, промышленными и коммунальными стоками, загрязнением атмосферы транспортными и промышленными выбросами, утечками из канализационной сети, свалками бытовых отходов, нарушением инженерно-геологической ситуации, интенсивным строительством, высокой плотностью населения и т. д.

Разумным подходом к решению подобных экологических проблем является не ликвидация последствий, а предупреждение порождающих их ситуаций. Для качественного преобразования и предупреждения деградации окружающей среды автор считает необходимым проведение моделирования функционирования Бакинской экосистемы.

Математико-картографическая модель урбоэкологической составляющей экосреды Баку разработана автором на основе детального изучения отдельных компонентов экосреды Баку [6, 7, 10, 12]. В результате моделирования территория Баку разделена по комплексу показателей на типологические районы и даны рекомендации по их преобразованию. В качестве метода избран кластер-анализ, а в качестве меры связи — евклидово расстояние. Подобный метод был не раз применен в смежных областях науки (геологии, биологии, статистике и др.) [1—5, 11, 13]. Районирование городской территории по комплексу урбоэкологических признаков позволяет выявить наиболее неблагоприятные в экологическом отношении районы Баку и разработать принципы по улучшению экологической ситуации в них.

Для урбоэкологического моделирования территории Баку нами на основе проведенных ранее исследований [8, 9] произведена оценка территории города по комплексу урбоэкологических показателей, где к числу основных критериев были отнесены:

• почвенный покров: загрязнение почв, техногенные нарушения почв, загрязнение почв коммуникациями;

• планировочная структура города: функциональное зонирование, этапы освоения территории, плотность населения;

• шумовое загрязнение;

• атмосферное загрязнение.

Загрязнение почв подразделяется на 2 категории (загрязненные, незагрязненные) (Иллюстрация 1).

Техногенные нарушения принимаются по 4 категориям (нефтезагрязнения, подтопление, свалки, ненарушенные) (Иллюстрация 2).

Загрязнение коммуникационными линиями учитывает присутствие водопроводных, канализационных линий, нефтегазопроводов, нефтяных резервуаров, резервуаров питьевой воды, очистных сооружений (Иллюстрация 3).

При расчетах учитывается функциональное зонирование территории, которое дифференцируется на селитебные, территории нефтепромыслов, промышленные территории и отработанные карьеры (Иллюстрация 4).

Этапы освоения территории подразделяются на следующие категории: до 1924 г., 1924-1932, 1935-1952, 1952-1966, не освоенные (Иллюстрация 5).

Плотность населения представлена по 8 категориям: с населением более 20 000, 10 000-20 000, 8 000-10 000,

5 000-8 000, 2 000-5 000, 1 000-2 000, 800-1 000, менее 100 (Иллюстрация 6).

Шумовое загрязнение определяется присутствием шумов, превышающих нормативы (Иллюстрация 7).

Атмосферное загрязнение определяется присутствием загрязнений, превышающих нормативы (Иллюстрация 8).

Полученные в результате комплексного анализа урбо-экологической ситуации территории Баку данные станут основой для выявления на исследуемой территории типологических районов и определения методов застройки жилых районов в соответствии с характеристиками каждого из них. В связи с этим возникла проблема объективного использования количественных и качественных показателей для диагностики отдельных участков.

загрязненный и нарушенный Щ почвенный покров

Иллюстрация 1. Состояние почвенного покрова на территории Баку

Территория Баку была условно разделена на 146 одинаковых по размерам участков (~1,5 км2). С целью объективного использования количественных и качественных показателей для диагностики отдельных участков была составлена Политомическая таблица территории Баку по урбоэкологическим признакам, пригодная для количественной обработки и применения компьютера [9]. Здесь представлены 8 основных свойств (загрязнение почв, техногенные нарушения почв, загрязнение почв коммуникациями, функциональное зонирование, этапы освоения территории, плотность населения, шумовое загрязнение, атмосферное загрязнение), закодированные в двоичной системе (т. е. присутствие признака кодируется 1, а отсутствие — 0). Эти свойства, в свою очередь, охарактеризованы 32 признаками, описанными выше. Нами выделено 2 типа признаков:

• I тип — это признаки, которые можно оценить количественно. Это плотность населения (более 20 000,

10 000-20 000, 8 000-10 000, 5 000-8 000, 2 000-5 000,

1 000-2 000, 800-1 000, менее 100);

• II тип — это признаки качественные. Сюда относятся признаки загрязнения почв (загрязненные, незагрязненные), техногенное загрязнение почв (нефтезагрязнения, подтопление, свалки, ненару-

Иллюстрация 2. Техногенные нарушения земель Апшерона: 1 — нефтяные; 2 — орошаемые; 3 — подтопления; 4 — заболачивание; 5 — карьеры; 6 — крупные промышленные предприятия; 7 — свалки; 8 — озера; 9 — граница города Баку

Иллюстрация 3. Техногенные нарушения земель Апшерона (загрязнения коммуникационными линиями): магистральные линии: 1 — водопроводные; 2 — канализационные; 3 — нефте-и газопроводы; резервуары: 4 — нефтяные; 5 — питьевой воды; 6 — насосные станции; 7 — каналы; 8 — водозаборы; 9 — очистные сооружения

ш*ж

ЯНГ

Р" - иг.

' . *.Л _ Шь. V МГч

Л 5

№ Л 1 I

1П> щ

9

. щ

і «1

ш 1

V, 1

ІИІ ж. 4^

ШШ т

Иллюстрация 4. Промышленные зоны Баку и состояние внешней среды города

Иллюстрация 6. Плотность населения Баку по административным районам

шенные), загрязнение коммуникационными линиями (присутствие водопроводных, канализационных линий, нефтегазопроводов, нефтяных резервуаров, резервуаров питьевой воды, очистных сооружений), функциональное зонирование (селитебные, территории нефтепромыслов, промышленные территории и отработанные карьеры), этапы освоения территории (до 1924 г., 1924-1932, 1935-1952, 1952-1966, не освоенные), шумовое и атмосферное загрязнение.

Для выявления типологических районов Баку, наиболее близких по комплексу вышеназванных ур-боэкологических признаков, нами использован мно-

Н до 1924 г.

Ш 1924-1933 Ж 1935-1952

I---~1 1952-1966

щи территории, частично

осваиваемые в настоящее время не освоенные территории .....граница города

Иллюстрация 5. Диаграмма территориального развития Баку

гомерный статистический метод кластер-анализа. В результате подсчета близости 146 условно разделенных одинаковых по размеру участков Баку выявлено

3 группы.

Таким образом, исследуемая территория Баку разделена по урбоэкологическим факторам на 3 типологических района (Иллюстрация 9).

Математическое моделирование территории Баку по комплексу урбоэкологических факторов выявило, что несмотря на то, что исследуемая территория была разделена на 3 основных типологических района, в целом урбоэкологическая ситуация территории Баку однородна. Это объясняется тем, что территория Баку компактна. Кроме того, несмотря на трехчастное функциональное деление Баку, нефтезагрязненные территории, окаймляющие Баку со всех сторон, привели к загрязнению почв практически повсеместно. Атмосферное и шумовое загрязнение на сегодняшний день является в большей степени следствием деятельности автотранспорта, который также распределен по всей территории города.

Тем не менее при выделении районов некоторые признаки сыграли определяющую роль. К ним можно отнести функциональное зонирование, техногенное загрязнение, загрязнение почв. Меньшее влияние оказали этапы освоения территории, плотность населения, что объясняется мозаичностью их распределения, а также загрязнение коммуникационными линиями, шумовое и атмосферное загрязнение.

Кроме того, из анализа полученных данных можно сделать вывод о том, что строительство на техногенно-загрязненных территориях в прибрежной зоне, а также

Иллюстрация 7. Территории с превышением допустимого уров- Иллюстрация 8. Зоны загрязнения атмосферного воздуха ня шума

Иллюстрация 9. Районирование территории Баку по комплексу урбоэкологических условий

внешнем обрамлении амфитеатра потребует больших инвестиций для их предварительной рекультивации с целью освоения. В прибрежной зоне следует учесть изменение уровня Каспия. В производственной зоне необходимо совершенствование планировки и застройки сложившихся промышленных районов и вынос из городов в новые промышленные районы пригородной зоны вредных в санитарном отношении промышленных предприятий, создать и расширить санитарно-защитные зоны вокруг предприятий. Следует провести модернизацию всей промышленной ливневой сети с устройством сооружений по доочистке и введение оборотного водоснабжения.

Особое внимание нужно также уделить подтопленным территориям вокруг озер Баку. Для реабилитации подтопленных территорий вокруг озер (Ганлы-гель, Беюк-Шор, Бюль-бюля, Зых) с целью использования под различные цели необходимо выполнить комплекс водоохранных мероприятий. Анализ полученных данных необходимо учитывать при планировке и застройке жилых районов Баку.

Заключение

На основе детального изучения отдельных компонентов экосреды Баку автором разработана математико-картографическая модель урбоэкологической среды города. В результате моделирования территория Баку разделена по комплексу показателей на 3 типологических района и даны рекомендации по их преобразованию. Анализ полученных данных может являться основой для разработки принципов и методов планировки и застройки жилых районов Баку.

Список использованной литературы

1 Бабаев Ш. А., Кахраманова Ш. Ш. Типологическое районирование территории города Баку по комплексу геоэкологических факторов // Известия НАН. Сер. Науки о земле. 2008. № 4. С. 46-54.

2 Бабаев Ш. А., Сулейманов У. Классификация лептоци-терид плиоцен-четвертичных отложений Азербайджана методом кластер-анализа // Известия НАН. Сер. Науки о земле. 2002. № 1. С. 102-110.

3 Васильев В. И. Распознающие системы. Киев, 1983.

4 Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ. М., 1977.

5 Кахраманова Ш. Ш. Моделирование в градостроительстве и экологии // Вестник ТГАСУ. 2012. № 1. С. 28-41.

6 Кахраманова Ш. Ш. Основные источники загрязнения озер на территории города Баку // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2012. № 2. С. 22-25.

7 Кахраманова Ш. Ш. Техногенное загрязнение почв Апшерона // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2012. № 1. С. 25-31.

8 Кахраманова Ш. Ш. Урбоэкологический анализ и моделирование жилых экосистем Баку. Баку, 2010.

9 Кахраманова Ш. Ш. Экологические проблемы города Баку. Комплексный анализ и моделирование. LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co.KG. Saarbrucken, Germany, 2012.

10 Кахраманова Ш. Ш. Экологические проблемы жилых кварталов центральной зоны Баку // Урбанизм. 2003. № 4. С. 26-29.

11 Тикунов В. С. Географические информационные системы: сущность, структура, перспективы//Картография и геоинформатика. Итоги науки и техники. Сер. Кар-тографиия. М., 1991. № 14. С. 6-79.

12 Kahramanova Sh. Problems of Modelling Eco-Enviroment of Residential Areas of Baku//3rd International Sinan Symposium «Housing in historical centers & rural areas». Trakya University, Edirne, 2007. P. 87.

13 Kahramanova Sh. Typological zoning of the central zone of Baku for preservation of historical heritage in modern conditions//EURA/UAA International Conference «City Futures in a Globalising World». Madrid, 2009.