Планирование устойчивого землепользования для снижения рисков оползней в городских районах

Понимание рисков оползней в городских районах

Городские районы во всем мире сталкиваются с растущей уязвимостью к оползням, особенно в регионах, где крутые склоны, неустойчивые почвы и интенсивные события осадков пересекаются с расширяющимся развитием. Оползни происходят, когда стабильность склона скомпрометирована, часто вызванная естественными событиями, такими как тяжелые или длительные осадки, землетрясения, вулканическая активность или быстрое таяние снега. Однако деятельность человека - включая обезлесение, раскопки для строительства, неправильный дренаж и дорожное строительство - являются основными факторами, которые увеличивают частоту и тяжесть оползней в городских условиях.

Последствия оползней в городах могут быть катастрофическими: гибель людей, разрушение домов и инфраструктуры, срыв транспорта и коммунальных услуг и долгосрочные экономические неудачи. По мере роста городского населения и изменения климата усиливается экстремальная погода, необходимость эффективного, устойчивого планирования землепользования становится актуальной. Согласно Программе геологической службы США по оползневым опасностям , понимание местной геологии, гидрологии и истории землепользования является основой для любой успешной стратегии снижения риска.

Традиционные реактивные подходы, такие как экстренная эвакуация и восстановление после стихийных бедствий, являются недостаточными и дорогостоящими. Устойчивое планирование землепользования предлагает проактивную основу, которая объединяет экологические, социальные и экономические соображения для снижения рисков оползней при одновременном обеспечении ответственного роста городов. В следующих разделах излагается, как муниципалитеты могут осуществлять такое планирование для защиты общин и повышения устойчивости.

Принципы устойчивого планирования землепользования для снижения риска оползней

Устойчивое планирование землепользования для снижения риска оползней строится на нескольких основных принципах. Эти принципы определяют директивные органы при разработке политики, правил и моделей развития, которые минимизируют воздействие опасностей.

Зоонирование опасности и классификация земель

Первый принцип заключается в классификации земель на основе присущей им восприимчивости к оползням. Зоонирование опасности делит территорию города на зоны: высокого риска (где развитие должно быть запрещено или строго ограничено), умеренного риска (где требуются инженерные меры по смягчению последствий) и низкого риска (где развитие может осуществляться со стандартными строительными нормами). Этот подход требует подробных геологических и геотехнических исследований для получения точных карт опасности. Такие города, как Гонконг долгое время использовали комплексное картирование опасности для контроля развития на крутых склонах.

Экологическая защита и экосистемные решения

Сохранение и восстановление естественной растительности — лесов, лугов, водно-болотных угодий — играет решающую роль в стабилизации склона. Корневые системы связывают почву, в то время как растительные навесы перехватывают осадки и уменьшают эрозию. Устойчивое планирование землепользования отдает приоритет защите зеленых коридоров, крутых склонов холмов и прибрежных зон в качестве естественных буферов. Городские проекты лесовосстановления, такие как проекты в Медельине, Колумбия, демонстрируют, как сохранение естественной растительности может снизить риск оползней, обеспечивая рекреационные и экологические выгоды.

Управление плотностью городов и компактное развитие

Расширение городских территорий часто толкает развитие на маргинальные, оползнеустойчивые земли. Содействие компактному, плотному развитию в безопасных районах снижает давление на строительство на крутых склонах. Этот принцип поощряет эффективное использование земли, которая уже обслуживается инфраструктурой, сводя к минимуму необходимость в новых дорогах, дренаже и удержании стен в опасных зонах. Законы о зонировании, которые ограничивают соотношение площади пола и высоту зданий в рискованных районах, помогают контролировать плотность, где это имеет наибольшее значение.

Инфраструктурный дизайн для стабильности наклона

Даже в районах с низким и умеренным риском необходимо правильное проектирование инфраструктуры. Это включает в себя инженерные подпорные стены, поверхностные и подземные дренажные системы, укрепление склона с использованием почвенных гвоздей или якорных стен и правильную классификацию строительных площадок. Устойчивый дизайн выходит за рамки структурных мер по включению зеленой инфраструктуры, такой как проницаемые тротуары, дождевые сады и биосвалы, которые управляют стоком ливневых вод и уменьшают эрозию. Дренаж особенно важен: перенаправка воды от склонов предотвращает насыщение, которое может вызвать оползни.

Участие и планирование участия сообщества

Нисходящее планирование часто терпит неудачу без местной регистрации. Вовлечение жителей, землевладельцев и предприятий в осознание опасности, картирование и планирование смягчения последствий способствует культуре снижения риска. Участие сообщества помогает планировщикам понять местные условия, устранить опасения по поводу стоимости имущества и правил проектирования, которые являются справедливыми и подлежащими исполнению. Образовательные кампании, которые учат жителей распознавать предупреждающие знаки (например, трещины в тротуаре, наклонные деревья, аномальное просачивание воды) могут спасти жизни во время неизбежных событий.

Стратегии по реализации мер по снижению риска оползней

Переход от принципов к практике требует набора конкретных стратегий, которые могут быть приняты городами. Эти стратегии должны быть адаптированы к местным геологическим, климатическим и социально-экономическим контекстам.

Проведение комплексных оценок рисков

Тщательная оценка риска является основой любых усилий по планированию. Это включает в себя: (1) картирование опасностей с использованием геологических исследований, дистанционного зондирования и исторических кадастров оползней; (2) анализ уязвимости для выявления популяций, зданий и критической инфраструктуры, подверженных риску; и (3) вычисление риска , который сочетает в себе вероятность опасности с последствиями. Современные инструменты, такие как LiDAR и спутниковые снимки, позволяют создавать карты восприимчивости высокого разрешения. Управление Организации Объединенных Наций по снижению риска бедствий (UNDRR) обеспечивает рамки для интеграции оценки риска в местные планы развития.

Обеспечение строгих правил землепользования

Правила эффективны только в случае их применения. Города должны устанавливать и обеспечивать соблюдение строительных норм, которые требуют геотехнических исследований для любого строительства на склонах или вблизи них. Постановления о зонировании должны запрещать новую застройку в зонах с самым высоким риском, а существующие структуры в этих зонах должны быть модернизированы или перемещены там, где это возможно. Жесткие наказания за незаконную расчистку земель или несанкционированное строительство на нестабильных склонах являются необходимыми сдерживающими факторами. В Японии Закон о предотвращении стихийных бедствий определяет зоны опасности оползней и ограничивает разработку, требуя обязательного переселения существующих домов в крайних случаях.

Восстановление и поддержание естественной растительности

Быстрая урбанизация часто лишает растительности склоны холмов. Вырубка лесов и создание защищенных зеленых поясов на склонах может снизить риск оползней на 30-50% по данным некоторых исследований. Планировщики должны требовать от разработчиков поддержания минимального процента естественного покрова на склонах лотов, а муниципальные программы могут высаживать глубоко укоренившиеся деревья и кустарники на общественных землях. Поддержание - обрезка, пересадка после штормов и контроль инвазивных видов - обеспечивает постоянную эффективность. Во многих тропических городах бамбук и ветивер травы используются для быстрой, экономически эффективной стабилизации склона.

Содействие объединению зеленой и серой инфраструктуры

Ни чисто натуральные, ни чисто инженерные решения не являются достаточными. Лучше всего работает гибридный подход. Серая инфраструктура включает бетонные подпорные стены, дренажные каналы и сети камнепадов. Зеленая инфраструктура включает в себя растительные склоны, проницаемые поверхности и ливневые водоемы. Например, склон может быть усилен почвенными гвоздями и покрыт вегетативным одеялом, который предотвращает эрозию поверхности. Интеграция обоих подходов, как реализовано в программе Сингапура Активные, красивые, чистые воды , уменьшает стоки и повышает стабильность склона, обеспечивая эстетическую и рекреационную ценность.

Создание систем мониторинга и раннего предупреждения

Системы раннего предупреждения о оползнях (СПРЗ) объединяют мониторинг осадков в реальном времени, датчики влажности почвы, наклонные счетчики и прогнозы погоды для выдачи оповещений при превышении пороговых значений. Эти системы наиболее эффективны при увязке с планированием землепользования: зоны высокого риска могут быть обозначены как незастроенные районы, но существующие поселения в этих зонах могут извлечь выгоду из СПРЗ. Например, в городе Рио-де-Жанейро действует система раннего предупреждения о оползнях, основанная на пороговых значениях осадков и оповещениях сообщества, которая сократила число погибших, несмотря на продолжающееся неформальное поселение на крутых склонах холмов.

Регулярное обслуживание и осмотр слопов

Риск оползня не является статичным — склоны ухудшаются с течением времени из-за выветривания, потери растительности или дренажных завалов. Муниципалитеты должны установить регулярные программы проверки для склонов с высоким риском, особенно тех, которые были спроектированы. Деятельность по техническому обслуживанию включает в себя очистку дренажных каналов, ремонт разрушенных поверхностей, замену мертвой растительности и укрепление структур. Управление геотехнической инженерии Гонконга проводит систематические проверки и техническое обслуживание склонов как для естественных, так и для искусственных склонов, модель, которая доказала свою экономическую эффективность в течение десятилетий.

Интеграция планирования землепользования с рамками снижения риска бедствий

Устойчивое планирование землепользования для оползней должно быть включено в более широкие стратегии снижения риска бедствий. Местные органы власти могут согласовать свое планирование с международными рамками, такими как Сендайская рамочная программа по снижению риска бедствий 2015-2030 годов, в которой подчеркивается необходимость политики землепользования, которая предотвращает создание новых рисков. Реализация требует сотрудничества между городскими планировщиками, геологами, гражданскими инженерами и менеджерами по чрезвычайным ситуациям. Обмен данными между департаментами - например, обмен картами опасностей с зонирующими советами и офисами разрешений на строительство - гарантирует, что информация о рисках используется в повседневных решениях.

Финансовые инструменты, такие как требования к раскрытию информации об опасности при сделках с недвижимостью и страхование имущества на основе рисков, также могут стимулировать ответственное развитие. Когда покупатели жилья знают о риске оползня, они оказывают давление на застройщиков, чтобы построить в более безопасных районах или включить меры по смягчению последствий. Некоторые города ввели программы передачи прав на развитие (TDR) , позволяя землевладельцам в зонах высокого риска продавать права на развитие в районы, предназначенные для роста, тем самым компенсируя их, уводя строительство от опасности.

Тематические исследования: города, которые снизили риски оползней за счет планирования

Несколько городских районов по всему миру демонстрируют эффективность устойчивого планирования землепользования в снижении рисков оползней.

Медельин, Колумбия

Медельин является знаковым примером. Город расположен в крутой долине и исторически страдал от разрушительных оползней, поскольку неформальные поселения расширялись по нестабильным склонам. Начиная с 1990-х годов муниципальное правительство интегрировало картографирование опасностей с социальными программами. Они провели комплексную оценку риска, которая произвела карты микрозонирования на уровне района. Сообщества занимались снижением риска - жители проходили обучение по выявлению опасностей и поддержанию дренажных систем. Город также построил подпорные стены, лестницы и дренажные сети в уязвимых баррио. Результат: значительное сокращение смертельных случаев оползней даже по мере роста населения.

Гонконг, Китай

После серии смертельных оползней в 1970-х годах правительство создало Управление геотехнической инженерии (GEO) в 1977 году. GEO контролирует программу превентивных мер (LPM), которая систематически идентифицирует, исследует и модернизирует природные и искусственные склоны с высоким риском. Программа включает в себя регулярные инспекции, техническое обслуживание и государственное образование. К 2020 году программа LPM модернизировала более 5000 государственных склонов и обеспечила работы по безопасности для сотен частных склонов. Новые разработки должны представить подробные геотехнические отчеты перед получением разрешений на строительство. Зоонирование опасности Гонконга интегрировано в его законную систему планирования.

Кобе, Япония

Япония очень подвержена оползням из-за гористой местности и сейсмической активности. В Кобе после Великого землетрясения Ханьшина в 1995 году спровоцировали многочисленные оползни, местные власти усилили усиление склонов с помощью забивания грунта, брусчатки и глубокого дренажа. Город также пересмотрел свои правила землепользования, чтобы ограничить строительство на склонах более крутых, чем 30 градусов. Строгое соблюдение строительных норм в сочетании с обширной сетью станций мониторинга осадков резко сократило ущерб от последующих штормов. Национальная программа Японии Сабо (управление эрозией и осадками) обеспечивает финансирование и техническое руководство муниципалитетами для смягчения оползней в рамках комплексного управления водосборами.

Рио-де-Жанейро, Бразилия

Рио-де-Жанейро сталкивается с хроническим риском оползней в течение летнего сезона дождей, особенно в фавелах, построенных на крутых склонах. Реакция города включает в себя комбинацию инженерных работ, систем раннего предупреждения и общинных программ. Система Алерта-Рио предоставляет прогнозы осадков и предупреждения об оползнях для руководителей чрезвычайных ситуаций и общественности. Муниципалитет также построил подпорные стены и дренажные проекты в общинах с высоким риском. Однако опыт Рио подчеркивает ограничения, связанные исключительно со структурными мерами, не решая основные проблемы землевладения. Неформальные поселения на опасных склонах остаются проблемой, подчеркивая необходимость комплексного планирования, которое включает доступные варианты переселения жилья.

Проблемы и соображения в отношении планирования устойчивого землепользования

Несмотря на успехи, осуществление устойчивого планирования землепользования для снижения рисков оползней сталкивается со значительными препятствиями.

Вывод: построение устойчивых городов за счет устойчивого землепользования

Устойчивое планирование землепользования предлагает наиболее эффективный, долгосрочный подход к снижению рисков оползней в городских районах. Объединив зонирование опасностей, сохранение окружающей среды, проектирование инфраструктуры, участие общин и постоянный мониторинг, города могут значительно снизить вероятность и воздействие оползней при одновременном стимулировании роста. Тематические исследования из Медельина, Гонконга, Кобе и Рио-де-Жанейро показывают, что активное, комплексное планирование спасает жизни и защищает собственность.

По мере того, как изменение климата усиливает экстремальные осадки и урбанизация продолжается, ставки выше, чем когда-либо. Муниципалитеты должны уделять приоритетное внимание развитию, учитывающему риски, обеспечивать соблюдение правил землепользования и инвестировать в серую и зеленую инфраструктуру. Международное сотрудничество и обмен знаниями могут ускорить прогресс, особенно для городов с ограниченными ресурсами. Конечной целью является не просто предотвращение бедствий, но и создание устойчивой, справедливой и устойчивой городской среды для будущих поколений.