Ветровой режим. Сравнительный анализ климатических режимов метеостанций астрахань и хабаровск

Глава XVII ПРАВОНАРУШЕНИЯ, ПОСЯГАЮЩИЕ НА РЕЖИМ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ГРАНИЦЫ И РЕЖИМ ПРЕБЫВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ МОЛДОВА Статья 331. Умышленное повреждение, уничтожение, перемещение знаков государственной границы, установление поддельных знаков государственной

Отрывки из дневника Насти Ветровой

Отрывки из дневника Насти Ветровой «…Вскоре стало так темно, что пришлось зажечь сразу оба фонаря, которые мы с Леонидом приготовили заранее. В свете фонарей были отчетливо видны мокрые, склизкие стены пещеры. Вертикальный проход был узким, вокруг сырость, темнота,

Разыскания Насти Ветровой. Свадебные подарки

Разыскания Насти Ветровой. Свадебные подарки На офорте Николая Антверпьева я не буду останавливаться - мы и так про него знаем практически все, ведь Алексия побывала внутри. Хотелось бы только уяснить, кто этот старичок-лесовичок в грибной шляпе. Мишель сказал, что это

Рассказ Насти Ветровой

Рассказ Насти Ветровой Когда мы пришли в Кучерлу, сразу же повстречали пожилую женщину с полными ведрами воды, которая, как нам показалось, вполне подходила для наших целей. Мы помогли ей донести воду до дома, так и познакомились. Звали ее Татьяна Тимофеевна, она считала

Ветровой режим – это ветровые условия в данной местности, характер распределения и изменения скорости ветра и его направления, их годовой и суточный ход, свойства ветров различных направлений и скоростей. Скорость и направление ветра обычно имеют выраженный суточный и годовой ход. В ночные часы скорость ветра у поверхности земли бывает наименьшей, после восхода Солнца она начинает увеличиваться и, достигнув максимума в послеполуденные часы, снова убывает. Летом в ясные дни суточный ход скорости ветра выражен лучше, зимой и в пасмурные дни - слабее. В очень сухих пустынях и степях суточный ход скорости ветра очень велик: днем нередко свирепствует буря, а ночью наблюдается почти полный штиль; на поверхности океанов суточного хода скорости ветра почти не наблюдается. На суточный ход оказывает влияние рельеф: благодаря неровностям земной поверхности скорость ветра в нижних слоях значительно уменьшается. Годовой ход скорости ветра в различных климатических областях отличается и в значительной степени зависит от местных условий. Он зависит от годовых изменений в распределении атмосферного давления по земной поверхности.

Наглядно это иллюстрирует роза ветров - диаграмма, характеризующая режим ветра в данном пункте по многолетним данным (месяц, сезон, год и т. п.). Строится в виде „лепестков розы" - 8 румбов (направлений), на каждом из которых откладывают повторяемости ветров данного направления и разных скоростей в процентах, или продолжительность в часах ветров разных направлений. В центре розы ветров указывают число штилей. Розы ветров с четко выраженным преобладанием того или иного направления характерны для горных перевалов, долин, гористых побережий. На равнинах розы ветров более симметричны.

В регионах, где постоянно дуют сильные ветры, можно устроить ветрозащитную полосу для жилых территорий. Ветрозащита также уменьшит стрессовые воздействия на растения и сделает сады более комфортными.

Там, где требуется ослабить влияние зимних ветров и снега, лучшими культурами для устройства ветрозащиты являются вечнозеленые породы растений мелкого и среднего размера. Их можно сажать плотно друг к другу, чтобы образовалась сплошная стена, но можно оставлять между растениями некоторое пространство, что также ослабит ветер. Не следует использовать ломкие породы деревьев, например, высокие, с тяжелыми верхушками (сосны).

Предварительное планирование повысит эффективность ветрозащиты - ветрозащитная полоса должна быть, посажена приблизительно под прямым углом к направлению ветра.

Необходимость обязательного применения ветрозащиты специалисты объясняют двумя механизмами потери тепла. Первым способом потери тепла является инфильтрация, когда тёплый воздух просачивается через поры, щели и малейшие трещинки в стенах здания. Вторым способом потери тепла является продуваемость здания, так как даже плотные утеплительные материалы имеют достаточно пористую структуру, которая пропускает воздух. При этом значительно снижается эффективность теплоизоляции.

Ветрозащита способна стабилизировать температуру в помещениях. Благодаря применению ветрозащитных материалов исключается образование опасных для человека плесени и различных грибков на тканях утеплительных материалов. Если же такие материалы не применяются в общей системе утепления здания, то между слоями утеплителя на его поверхности может образовываться конденсат, который является очень благоприятной средой для размножения плесени и других простейших организмов.

34. Воспроизведение цвета: аддитивный и субтрактивный способы получения цвета.

Свет, видимый человеком – это небольшая часть светового спектра электромагнитных волн. Цвет - это результат взаимодействия трех составляющих: источника света, объекта и наблюдателя. Наблюдатель воспринимает длины волн света, излучаемых источником света и видоизменяемых объектом. Человек воспринимает цвет двух типов: цвет светящегося объекта (цвет света или аддитивный цвет) и цвет отраженного от объекта света (цвет пигмента или субтрактивный цвет).Аддитивнымсмешением цветов называется способ, при котором образование различных цветов происходит в результате оптического смешения (сложения) двух или

нескольких световых потоков. Субтрактивное (вычитательное) сочетание цветов основано на эффекте отражения-поглощения цветовых лучей поверхностью предмета, воспринимаемый цвет которого в результате зависит от физико-химических свойств его вещества, условий освещенности и от психофизиологической оценки работы зрительного аппарата. В субтрактивном синтезе новый цвет получают наложением одного на другой красочных слоев - желтого, пурпурного и голубого. Синие, зеленые и красные излучения поглощаются этими красками (т.е. последовательно вычитаются из белого света). Поэтому цвет окрашенного участка определяется теми излучениями, которые проходят через все три слоя и попадают в глаз наблюдателя. Этот синтез используется при смешении окрашенных сред, например, красок вне машины, для получения нужных цветов или оттенков на оттиске при печати дополнительной краской, при наложении слоев разных красок на оттиске в глубокой печати, а также при наложении разнокрасочных растровых элементов на оттиске в высокой и плоской печати.

Само название цветового синтеза указывает на принцип образования различных цветов. Слово "аддитивный" - слагательный. Субтрактивный способ - вычитательный. При аддитивном синтезе цвета меняются от изменения соотношения интенсивности основных излучений, а при субтрактивном синтезе - от толщины слоев или концентрации в них красящих веществ.

Рекомендовано к изданию решением секции по проблеме оздоровления городской среды Научно-технического совета ЦНИИП градостроительства Госгражданстроя.


На основе результатов натурных лабораторных исследований, теоретических расчетов определена эффективность различных архитектурно-планировочных решений застройки с точки зрения создания комфортных условий аэрации.

Приведены расчетные методы оценки и прогнозирования ветрового режима в жилой застройке на стадии детального проектирования, доступные по сложности для использования их архитекторами, проектировщиками.

Для научных работников, инженеров, архитекторов, студентов, занимающихся вопросами оздоровления окружающей среды городов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Проблема охраны окружающей среды приобретает в настоящее время все большее экономическое и социальное значение. От правильного и своевременного решения этой проблемы зависит здоровье и благосостояние не только ныне живущих, но и будущих поколений людей.

Охрана и улучшение окружающей среды как одна из проблем градостроительства - составная часть проектно-планировочных работ на всех стадиях проектирования, начиная с генеральной схемы расселения в масштабе страны, региона и кончая проектом детальной планировки и технорабочими проектами отдельных элементов города. На каждом уровне проектирования имеется своя специфика в постановке целей, задач и выборе методов исследований и оценки.

На каждой стадии проектирования необходимо учитывать комплекс факторов, влияющих на биолого-гигиеническое состояние окружающей среды. По происхождению эти факторы делятся на природные и антропогенные. К природным относятся климат, рельеф, почвы, растительность, поверхностные и подземные воды и др. Среди антропогенных факторов можно выделить физические техногенные (шум, электромагнитные излучения и т.д.), химические техногенные (загрязненность атмосферного воздуха, гидросферы, почв) и механические техногенные (нарушение рельефа и почвенного покрова, вырубка лесов и др.). Существуют факторы, активизирующие друг друга: туманы и выброс токсических веществ в атмосферу, низкие температуры воздуха и сильный ветер, солнечная радиация и выбросы автотранспорта и др. Некоторые из них обладают способностью к потенцированию в окружающей среде, что ведет к резкому увеличению интегрального показателя, отражающего совокупное воздействие всех факторов городской среды на здоровье человека.

К числу климатических факторов, оказывающих существенное влияние на формирование внешней среды, относится ветер.

Ветер способствует переносу воздушных масс с разными физическими свойствами (теплых и холодных, сухих и влажных), выравнивает температурные различия между отдельными районами города, оказывает существенное влияние на состояние загрязненности воздушного бассейна города.

Анализ градостроительной практики в нашей стране наряду с примерами правильного учета ветровых условий при строительстве новых и реконструкции старых городов (Волгоград, Магнитогорск, Тольятти, Балхаш) выявил случаи недостаточного использования возможностей регулирования ветрового режима архитектурно-планировочными средствами, а кое-где и несоответствие планировки и застройки природно-климатическим условиям, усугубившее дискомфорт аэрационного режима местности.

Отчасти это объясняется тем, что в действующих в настоящее время нормативных документах указания по учету ветрового режима касаются лишь случаев выбора места расположения селитебных и промышленных территорий в системе городской застройки относительно преобладающих ветров (повторяемость и скорость ветра по направлениям в холодный и теплый периоды года). Специальные указания, связанные с учетом и регулированием ветрового режима при проектировании жилой застройки, в действующих строительных нормах отсутствуют.

Специфика природно-климатических условий и, в частности, ветрового режима до настоящего времени учитывается лишь при разработке отдельных проектов, в основном экспериментальных. Нет дифференцированного подхода к планировке и застройке городов, расположенных в разных ветровых условиях, и городских территорий в системе одного города.

В настоящее время отсутствует пособие, в котором были бы изложены научно обоснованные методы оценки и прогнозирования ветрового режима при проектировании застройки. Необходимость восполнить этот пробел и определила подготовку данной работы.

Руководство разработано ЦНИИП градостроительства Госгражданстроя (канд. техн. наук К.И.Семашко).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Ветер (векторный фактор, характеризующийся скоростью и направлением) является одним из ведущих климатических факторов; он оказывает наибольшее влияние на формирование микроклимата внешней среды (распределение температуры и влажности воздуха и др.), теплоощущение человека и состояние загрязненности атмосферного воздуха.

1.2. Основной задачей разработки Руководства является обеспечение проектировщиков довольно простыми методами оценки и прогнозирования ветрового режима с целью оптимизации санитарно-гигиенических условий жилой застройки.

1.3. Оценку и прогнозирование ветрового режима следует рассматривать как составную часть работ, осуществляемых при разработке раздела "Охрана природы..." (Руководство по составлению раздела "Охрана природы и улучшение окружающей среды градостроительными средствами в проектах планировки и застройки городов, поселков и сельских населенных мест". М., Стройиздат, 1982) в процессе градостроительного проектирования.

1.4. Вопросы учета ветрового режима должны решаться на всех стадиях градостроительного проектирования, начиная от системы расселения и кончая проектами детальной планировки, при этом методы оценки и приемы регулирования ветрового режима специфичны для каждой стадии градостроительного проектирования.

1.5. Учет и регулирование ветрового режима необходимо осуществлять в комплексе с другими факторами окружающей среды (радиационный и тепловой режим, загрязненность атмосферного воздуха и др.).

1.6. Оценка существующего состояния ветровых условий (аэрация) территории строительства должна производиться до начала разработки проектных решений застройки и служить основанием для принятия тех или иных планировочных решений.

1.7. Оценка специфики местных природных условий и разработанная на основе оценки существующего состояния ветровых условий карта аэрации территории должна служить основанием для размещения городов с разным народнохозяйственным профилем в системе расселения и различных функциональных зон в системе города с тем, чтобы избежать сноса загрязненного воздуха с промышленных городов и объектов на города другого народнохозяйственного профиля и селитебные зоны.

1.8. Города промышленного профиля и крупные промышленные зоны в системе города следует проектировать с подветренной стороны по отношению к другим городам данной агломерации и к селитебным зонам города, руководствуясь при этом преобладающим направлением ветра на дискомфортный для данной местности период года. Строительство крупных промышленных объектов допускается также вверх или вниз относительно преобладающего направления ветра на город, что должно определяться повторяемостью ветров других румбов, которые могут служить дополнительным источником загрязнения атмосферного воздуха города.

1.9. Особый учет ветра необходим при выборе территории под промышленную и селитебную зоны в районах с долинными и закрытыми формами рельефа с уклонами, превышающими 4%, так как одновременно с перераспределением скорости и направления основного ветрового потока он влияет на перераспределение концентраций загрязнений в атмосферном воздухе. При этом необходимо учитывать возможности образования застоя холодных воздушных масс над пониженными участками территории, "островов тепла", инверсий, которые способствуют образованию в дневные часы пелены дыма.

1.10. С целью оздоровления жилой среды селитебную зону следует проектировать с наветренной стороны для ветров преобладающего направления, а также выше по течению рек по отношению к промышленным и сельскохозяйственным предприятиям с технологическими процессами, являющимися источниками выделения в окружающую среду вредных веществ. При этом учет ветра необходимо производить на дискомфортный для данной местности период года, используя для этого данные многолетних наблюдений станций Гидрометеослужбы и Справочника по климату СССР (суточный ход, повторяемость ветров благоприятных и неблагоприятных румбов, средней и максимальной скорости ветров неблагоприятных румбов), а также критерии комфортных скоростей ветра для данного района.

1.11. Раздел "Охрана природы и улучшение окружающей среды градостроительными средствами" в проектах планировки и застройки городов должен включать:

оценку существующего состояния ветровых условий территории;

зонирование территории по эффективности ветрового режима (выявление участков, характеризующихся комфортными и дискомфортными скоростями ветра);

прогноз изменения ветровых условий в связи с намечаемым направлением развития города и проектируемой застройкой (этажность, протяженность, ориентация, конфигурация зданий, плотность застройки);

разработку конкретных мероприятий по регулированию ветрового режима с целью создания комфортных условий аэрации территории.

1.12. Критериями оценки степени комфортности ветрового режима служат биолого-гигиенические нормативы и коэффициенты скорости ветра (величина, характеризующая отношение скорости ветра в районе строительства или в том или ином приеме застройки к скорости ветра по данным близрасположенной метеостанции).

1.13. "Руководство по оценке и регулированию ветрового режима жилой застройки" предназначено для использования при застройке свободных территорий, а не для решения вопросов регулирования аэрационного режима в условиях реконструкции, хотя и в этих условиях оно частично применимо.

2. БИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЕТРОВОГО РЕЖИМА

2.1. Критерием оценки суммарного воздействия температуры и относительной влажности воздуха, силы и направления ветра, уровня солнечной радиации и других факторов на организм является теплоощущение человека, которое должно служить основой для оценки комфортности среды. Тепловой комфорт - это комплекс метеорологических условий, при которых терморегуляторная система находится в состоянии наименьшего напряжения. Скорость ветра в большей степени, чем другие климатические факторы, влияет на теплоощущение человека как результат изменения интенсивности теплопотерь за счет испарения с поверхности кожи, а также теплоотдачи через конвекцию и излучение.

Изменение теплоощущений человека в зависимости от скорости ветра определяется температурным фоном, влажностью воздуха, теплоизоляционными свойствами одежды, физической нагрузкой и т.д. В летнее время ветер "снимает" ощущение перегрева, а в зимнее время увеличивает ощущение холода: усиление ветра на 1-2 м/с эквивалентно понижению температуры на 2-3°. Влияние подвижности воздуха на изменение теплоотдачи за счет конвекции и излучения приведено в табл.1 прил.1.

2.2. При выявлении влияния на организм человека скорости ветра необходимо учитывать температуру воздуха, так как охлаждающее действие ветра зависит от температуры движущегося воздуха (тепловой эквивалент скорости движения воздуха). При скорости ветра 1,5 м/с тепловой эквивалент для нормально одетого человека составит: при температуре плюс 21 °С - 5°, при температуре плюс 32 °С - 2,5 °С, при температуре плюс 43 °С - 1° (что равнозначно снижению температуры воздуха соответственно на 5, 2,5 и 1°).

2.3. При определении комфортности окружающей человека среды следует использовать показатели комплексного воздействия на человека скорости ветра, температуры и влажности воздуха, то есть эквивалентно-эффективные температуры - ЭЭТ. Так, например, увеличение скорости движения воздуха от 0 до 3,5 м/с снижает ЭЭТ на 3,5°. Уменьшение относительной влажности воздуха от 100 до 20% при неподвижном воздухе снижает ЭЭТ на 7°. Зависимость ЭЭТ от скорости движения воздуха дана в табл.2, а условия одинакового теплоощущения человека при положительных и отрицательных температурах воздуха приведены в табл.3 и 4 прил.1.

2.4. Гигиенические исследования теплового самочувствия человека при ветре различной силы и в разных климатических условиях позволили установить величины комфортных скоростей ветра, которые необходимо учитывать при проектировании городской застройки. Комфортными скоростями ветра следует считать:

для северных районов СССР с температурой воздуха от минус 15 до минус 30 °С - скорость ветра в пределах 0,5-2 м/с;

для средней полосы СССР с температурой воздуха от плюс 10 до минус 15 °С - скорость ветра в пределах 0,6-2,5 м/с;

для южной полосы СССР с температурой воздуха от плюс 10 до плюс 25 °С - скорости ветра в пределах 1-3 м/с;

для южных городов, расположенных в защищенных и котловинообразных формах рельефа, с температурой воздуха от минус 4 до плюс 30 °С - скорость ветра в пределах 1-3,5 м/с на летний период;

для условий Средней Азии с температурой воздуха выше плюс 40 °С на летний период - скорость ветра в пределах 1-4 м/с.

Скорость ветра выше 5 м/с воспринимается человеком неудовлетворительно.

3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЕТРОВОГО РЕЖИМА ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ

Фоновая оценка района строительства

3.1. Для целей градостроительства необходимо учитывать ветровые условия на основе комплексной карты районирования территории СССР по скоростям ветра на контрастные и наиболее дискомфортные - летний и зимний периоды года, которая дает общее представление о ветровом режиме разных участков территории СССР (см. рис.1 прил.2).

3.2. При определении условий возможного застоя воздуха и оценке потенциала загрязнения следует использовать данные Справочника по климату СССР по повторяемости скорости ветра 0-1 м/с (по месяцам и в различные часы суток) и карту районирования территории СССР по повторяемости скорости ветра 0-1 м/с (см. рис.2 прил.2). На территории СССР есть обширные районы, где скорость ветра 0-1 м/с наблюдается в 60% времени года и более (в Восточной Сибири 70-80%). На карте-схеме выделены следующие районы с различной повторяемостью скорости ветра 0-1 м/с: район I - 20%, район II - 20-40%, район III - 41-59%, район IV - 60-70%.

3.3. Города, расположенные в разных широтах, подвергаются воздействию характерных для данной местности воздушных течений. Местные ветры возникают под влиянием особенностей рельефа земной поверхности, близости моря и характера береговой линии: они зависят от термических условий земной поверхности и характеризуются разной скоростью и различным суточным ходом ее.

В связи с решением задач архитектурно-планировочного характера существенное значение имеют локально обусловленные и локально ограниченные ветры, носящие местные названия: бризы, горно-долинные ветры, нисходящие ветры (фены, бора) и др. В табл.5 прил.2 приведена классификация местных ветров и дана их оценка с градостроительной точки зрения.

3.4. В связи со строительством высотных зданий и сооружений необходимо использовать данные по расчетным скоростям ветра на высоте 100 и 200 м. Карта-схема с распределением скоростей ветра на этих высотах (по М.В.3авариной) приведена на рис.3 прил.2, а расчетные скорости ветра на этих высотах, возможные раз в пять лет, приведены в табл.6 прил.2.

3.5. Для определения районов с идентичными требованиями к планировке и застройке следует использовать карту-схему районирования территории Союза (по И.В.Бутывой), характеризующую комфортное теплоощущение человека (см. рис.4 прил.2). На картах-схемах выделены четыре зоны с различной повторяемостью ЭЭТ (17-22° на 13 ч в летние месяцы): 1-я менее 30% дней за месяц - зона "минимального комфорта", занимающая европейскую часть СССР от северных побережий до широты 52°; 2-я - 30-50% дней за месяц - зона "достаточного комфорта", занимающая центральные районы, между 52-55° и 46-47° с.ш.; 3-я - 50-70% дней за месяц - зона "оптимального комфорта", занимающая юг европейской территории СССР и центральную и южную части Казахстана; 4-я - более 70% дней за месяц - зона "максимального комфорта", занимающая низкогорные районы Средней Азии.

Из приведенного районирования следует, что на территории СССР, лежащей к северу от 47-50° с.ш., охлаждающее влияние ветра приводит к малой повторяемости комфортных для человека условий.

Использование ветрозащитных мероприятий смещает и резко увеличивает зоны комфорта (см. рис.4 прил.2).

3.6. Для оценки эффективности ветрозащиты следует пользоваться графиком, представленным на рис.5 прил.2 (по А.В.Яковлеву). Показателем суровости биотермических условий является отношение гигиенически недопустимых условий к холодным в процентах. Критерием суровости служит ее 20%-ная вероятность.

Оценка ветрового режима с учетом физико-географических условий местности

3.7. Около 50% всей территории СССР относится к изрезанному, холмистому и горному рельефу. В этом случае учет только фоновых характеристик ветрового режима недостаточен: необходимо определить конкретные микроклиматические особенности ветрового режима на отдельных участках территории строительства с учетом данных условий рельефа местности.

3.8. Рельеф местности вызывает изменение воздушных течений, господствующих над относительно ровными участками территории. Воздушный поток под влиянием рельефа может расширяться или сужаться, что вызывает уменьшение его скорости в первом случае и увеличение во втором.

3.9. При оценке ветрового режима в связи с рельефом местности используются: коэффициенты изменения скорости ветра в холмистой местности в зависимости от форм рельефа для скоростей ветра от 2 до 7-8 м/с по сравнению с открытым ровным местом; коэффициенты изменения скорости ветра 3-5 и 6-10 м/с в различных условиях рельефа по сравнению с открытым ровным местом на высоте 2 м над поверхностью земли; коэффициенты скорости ветра на высоте 2 и 10 м в зависимости от форм рельефа (показатели отношения к скорости ветра на открытом ровном месте); коэффициенты изменения скорости ветра в условиях строительства на сложном рельефе (см. табл.7-10 прил.2).

3.10. При проведении анализа и оценки ветрового режима территории застройки необходимо использовать следующие материалы: Справочник по климату СССР; материалы: ГГО им. Воейкова, Гидрометеослужбы, санитарно-эпидемиологических станций, местной Гидрометеообсерватории; местных научно-исследовательских и проектных организаций; литературные источники, касающиеся характеристики природных условий района строительства или города.

3.11. Оценка ветрового режима может быть выражена путем использования графического метода изображения, позволяющего выделить на плане местности участки, характеризующиеся различными скоростями ветра (карты ветрового режима).

3.12. Карты ветрового режима проектируемой территории должны составляться на гипсометрической основе в масштабе 1:10000 и 1:50000 (по В.П.Лидову и др.), при этом следует учитывать следующие морфологические характеристики проектируемой территории:

углы наклона местности с подразделением относительно ровных мест на повышенные (плоские водоразделы) и пониженные участки территории;

ориентацию склонов относительно преобладающего направления ветра (наветренные, подветренные и параллельные ветру);

подразделение склонов на три части, включая верхнюю, среднюю и нижнюю части холмов;

донные части долин, котловин, оврагов, продуваемых или не продуваемых ветров;

холмы с плоскими вершинами и пологими склонами;

длину линий стока воздуха при горном рельефе.

3.13. При составлении карты ветрового режима за основу принимаются две схемы, вычерченные на топографической основе: схема распределения склонов по экспозициям и схема углов наклона местности.

Изменение ветровых характеристик зависит от того, в какой части склона (верхней, средней или нижней) находится данным участок (крутизна склона при этом почти не имеет значения) и какое он занимает положение относительно преобладающего ветра (наветренный, подветренный и т.д.).

Как правило, схема распределения склонов для относительно спокойного рельефа местности (с уклонами до 3°) дается по четырем экспозициям: север, юг, восток, запад. В условиях сильно изрезанного рельефа (с уклонами более 10°) число учитываемых экспозиций может быть увеличено до восьми (включая промежуточные экспозиции: северо-восток, юго-восток, юго-запад и северо-запад).

Методика построения схемы распределения склонов по экспозициям дана в прил.2 на рис.6 (по Ф.Л.Серебровскому).

Схема углов наклона местности вычерчивается на отдельном экземпляре топографической основы. Угол падения склона может быть вычислен по формуле:

________________
* Брак оригинала. - Примечание изготовителя базы данных.

где - высота сечения рельефа горизонталями; - заложение (расстояние) между горизонталями.

Чтобы не производить подобные вычисления и облегчить определение наклона земной поверхности, под нижней рамкой топографических карт крупного масштаба (по 1:100000 включительно) помещается шкала заложений, по которой графически можно определить угол падения склона в любом месте. Методика построения углов наклона местности дана в прил.2 на рис.7.

Для получения карты ветрового режима (аэрации) местности карты-схемы экспозиции склонов и углов наклона рельефа следует совместить, выделив границы экспозиции склонов и границы переходов уклонов, при этом все склоны необходимо расчленить на три части: верхнюю, среднюю и нижнюю. Располагая характеристикой ветрового режима анализируемой территории (см. Справочник по климату СССР или материалы наблюдений ближайшей метеостанции), а также коэффициентами скорости ветра на рельеф, выделяем соответствующей штриховкой участки, характеризующиеся различным режимом аэрации (см. рис.8 прил.2). При этом в первую очередь необходимо учитывать скорость и направление ветра, характерное для наиболее дискомфортного периода года (в большинстве районов нашей страны это зимний период). Используя данные метеостанции, можно получить абсолютные скорости ветра на интересующих нас участках территории.

3.14. Для определения скорости ветра на высоте 2 м над поверхностью земли (микроклимат человека) следует пользоваться таблицей пересчета скорости ветра с высоты флюгера метеостанции на эту высоту или графиком, приведенным в прил.3 (см. табл.11 и рис.9) (по А.В.Яковлеву).

3.15. Зависимость скорости ветра от высоты следует определять по формуле

Где , , - постоянные, определенные из наблюдений.

Распределение скорости ветра по высоте не всегда может быть выражено простой логарифмической прямой, поэтому для определения ее есть степенное выражение:

Наиболее простым выражением скорости ветра на интересующей нас высоте при (по Э.И.Реттеру) при известной скорости ветра на высоте флюгера является формула

Где - скорость ветра в интересующей нас точке на высоте .

Для расчета скорости ветра на нужной нам высоте пользуются еще двумя рабочими формулами (по С.А.Сапожниковой):

вверх от 10 м - формулой

Где - скорость ветра по флюгеру на высоте 10 м; - переменный член, зависящий от высоты , для которой определяется скорость ветра;

вниз от 10 м - формулой

Значения и даны в табл.12 прил.3.

Пользуясь этими формулами, получаем при скорости ветра 10 м/с на высоте флюгера для высоты 1,5-2 м скорость 7 м/с на участке при отсутствии снежного покрова и 8,5 м/с над выровненной снегом поверхностью. Существующую скорость ветра на нужной нам высоте необходимо учитывать в зависимости от проектируемой этажности застройки. В пределах высот флюгера от 6 до 20 м скорость ветра меняется в среднем на 0,082 м/с при подъеме на 1 м.

Комплексная оценка с учетом проектируемой застройки (прогноз)

3.16. Комплексная оценка ветрового режима включает следующие этапы работ (см. рис.10 прил.2):

анализируется ветровой режим на участке, подлежащем застройке, относительно данных местной метеостанции; вводятся поправки на рельеф. Выявляется господствующее направление ветров по временам года: особое внимание уделяется зимним ветрам;

разрабатываются градостроительные требования с учетом специфики ветрового режима данной территории (снижение или повышение исходной скорости ветра, процентное соотношение защищенных от ветра и проветриваемых участков территории). Они могут быть различными для ветров, преобладающих в зимний и летний периоды года. В этом случае в первую очередь учету подлежит ветер, преобладающий в наиболее дискомфортный период года;

оценивается ветровой режим вариантов застройки с помощью расчетных графоаналитических методов и номограмм при использовании эскиза планировки и застройки микрорайона с указанием этажности зданий и учитываемого направления ветра (см. рис.11-15 прил.2). Результатом оценки является карта аэрации территории проектируемой застройки (рис.16 прил.2). Такие карты могут служить для коррегирования ветрового режима на стадии проектирования: в случае необходимости в эскиз планировки и застройки микрорайона вносятся изменения ориентации зданий, их этажности, протяженности, используются элементы благоустройства и озеленения с целью повышения комфортности режима аэрации территории застройки.

3.17. Критерием эффективности планировочного решения в аспекте аэрации следует принимать отношение между площадью территории с благоприятным ветровым режимом и всей территорией микрорайона. В условиях повышенных скоростей ветра (преобладание ветров по данным метеостанции со средней скоростью более 5-7 м/с) площадь ветрового затенения должна быть максимальной, а в штилевых условиях - минимальной. Для средней скорости ветра 7 м/с на высоте 1,5-2 м от поверхности земли допустимые условия обеспечиваются при снижении исходной скорости ветра на 50% (так как верхний предел допустимой для человека скорости ветра по данным гигиенистов составляет 3,5 м/с). Критерием оценки в этих случаях будет максимум площади территории, двора, улицы, микрорайона и т.д. (но не менее 65-70%), над которой коэффициент скорости ветра составит 0,1-0,5 скорости свободного его потока .

Величину зон оптимальных скоростей ветра следует вычислять в процентах ко всей исследуемой территории, свободной от застройки. По данным расчета должны быть проведены изоанемоны, которые ограничивают территории, характеризующиеся перепадами скорости ветра в 0,25 от скорости свободного его потока ("порог ощущения" скорости ветра).

3.18. Оценка ветрового режима планировочных вариантов необходима для оптимального размещения жилых и общественных зданий с учетом форм и размеров территории зон усиления скорости ветра. Количественное выражение зависимости между соотношением длины и ширины фасада отдельного здания и длиной ветровой тени - основа методики планировки в сложных ветровых условиях.

Для оценки ветрового режима территории на план эскиза планировки и застройки микрорайона (с указанием этажности зданий) согласно расчетам следует нанести контуры ветровой тени (иначе - зон оптимальных скоростей ветра) и вычислить процентное соотношение защищенных от ветра пространств ко всей территории микрорайона, свободной от застройки. В случае наличия больших зон, характеризующихся дискомфортным режимом аэрации, в эскиз планировки и застройки микрорайона необходимо внести соответствующие изменения.

Аэрационный режим макета окончательного варианта планировки и застройки микрорайона можно исследовать в аэродинамической трубе как с целью получения количественных характеристик ветрового режима, так и для получения общей картины аэрации микрорайона (с помощью запыления макета застройки ликоподием) с целью определения мест размещения детских игровых площадок, мест отдыха детей и взрослого населения без дополнительных расчетов (см. рис.17 и 18 прил.2).

3.19. Для расчета длины (или глубины) ветровой тени за зданиями в зависимости от изменения их высоты, протяженности и направления ветра к фасаду здания следует использовать графики, приведенные на рис.11 и 12 прил.2, пользуясь которыми, можно определить зоны комфортных скоростей ветра на территории проектируемой застройки с целью корректировки планировочного решения и выбора участков под размещение детских учреждений, игровых площадок, зон отдыха и др. Длина ветровой тени изменяется от 1,5 Н (что соответствует отношению длины фасада здания к высоте 1:3) до 12 Н (при отношении длины фасада здания к высоте 20:1) при ветре под углом 90° к фасаду. В условиях сложного рельефа местности следует использовать графики, приведенные на рис.13 прил.2 (по Т.Г.Махарашвили).

Методика проведения расчета зон оптимальных скоростей ветра с помощью графика рис.11 приведена в прил.3.

Пример. Рассчитаем глубину зоны оптимальных скоростей ветра за зданием протяженностью 80 м, высотой 27 м (9 этажей) и направлением ветра под углом 90° к фасаду здания: 80:27=3. На оси абсцисс восстанавливаем перпендикуляр при значении , равном 3, и продолжаем его до пересечения с кривой. Значение ординаты, соответствующей этой точке графика, равно 4. Таким образом, глубина зоны оптимальных скоростей ветра за 9-этажным зданием протяженностью 80 м составит 4 (4х27 м), или 108 м.

На рис.12 прил.2 график расчета этой зоны дан с учетом градаций снижения скорости ветра от 40 до 70% по отношению к скорости его свободного потока (по С.Д.Соколову).

3.20. Расчет глубины зоны оптимальных скоростей ветра в зависимости от протяженности и высоты здания может быть произведен также с помощью формулы

Полученная зависимость (7) правомерна при отношении протяженности дома к его высоте, равном от 1 до 24, и дает возможность простым способом рассчитать глубину зоны оптимальных скоростей на территории застройки в зависимости от заданных параметров зданий.

Пример. Определить размер глубины ветровой тени за зданием протяженностью 60 м и высотой 36 м (12 этажей).

Подставив параметры и в формулу (7), получим

Увеличение протяженности здания будет способствовать росту площади оптимальных скоростей. Величину площади ветрового затенения можно определить по формуле

Для взятых нами параметров площадь ветрового затенения составит

3.21. В условиях сильных ветров лучшая ветрозащита обеспечивается применением протяженных многосекционных зданий, расположенных поперек господствующего направления ветра. Влияние этажности и протяженности дома на величину зоны оптимальных скоростей ветра приведено в табл.13 прил.2. По сравнению с 5-этажным домом эта зона за 16-этажным зданием увеличивается вдвое. При увеличении протяженности в 1,5 раза и этажности дома в 3 раза зона оптимальных скоростей ветра увеличивается в 2,5 раза. Здание, расположенное под небольшим углом (до 45°) к господствующему ветру, способствует сокращению этой зоны в 2-2,5 раза.

3.22. Для определения параметров застройки при не слишком больших градиентах коэффициентов скорости ветра на территории застройки при разрывах между линейными зданиями, не превышающими 10-12 Н (что не идет в разрез с градостроительными требованиями), следует пользоваться номограммой N 1, представленной на рис.14 прил.2. Описание номограммы дано в приложении.

Примеры пользования номограммой N 1

Пример 1. Выбор оптимальной высоты застройки при заданных параметрах расстояния между зданиями , угла направления ветра к фасаду здания протяженности дома и : 100 м; 0,3; 60°; =60 м.

Пользуясь табл. (табл.16 прил.2), определяем, что при =0,3 и направлении ветра 60° высота застройки не может превышать 27 м. Таким образом, может быть выбрана 5- и 9-этажная застройка. Остается определить, какая из них наиболее соответствует заданным условиям. По заданным значениям и находим сомножитель , который равен 0,42.

Возьмем застройку при 15 м. Определим при 100 м по номограмме значение . Оно равно 0,05. Для 15 м, 17,2. При этом 0,86. По формуле

Находим, что 0,42·0,86. Отсюда 0,36, что удовлетворяет заданному значению.

Теперь рассмотрим 9-этажную застройку при тех же параметрах: 27 м, 0,035, 11,25. Произведение равно 0,39, а равно 0,16, что не удовлетворяет заданным условиям.

Таким образом, 5-этажная застройка при заданных параметрах является оптимальной. Значения , , приведены в табл.14 и 15 прил.2. Значения для разных этажностей при различном направлении ветра к фасаду здания даны в табл.16 и 17 прил.2.

Примечание. Возможны случаи, когда рассмотренные высоты застройки не дают точного совпадения с заданными значениями . В этом случае следует остановиться на значении , наиболее близком к заданному.


Пример 2. Выбор оптимального разрыва между зданиями при заданных параметрах высоты застройки , угла направления ветра к ней и протяженности дома : 36 м (12 этажей); 30°; 60 м.

Критерием выбора оптимального расстояния между домами будем считать наименьшее значение .

По данным значениям и находим множитель . Он равен 6,5. Выбираем желаемое для нас значение , например =80 м. По номограмме находим значения и , равные соответственно 0,19 и 0,095. Тогда 0,19·0,095·6,5; 0,12. Из таблицы значений находим, что для 12-этажной застройки при 60 м и 30° 0,57, а 0,57+0,12=0,69.

Следовательно, выбранное расстояние между домами может быть принято нами, но оно не является оптимальным, поскольку максимальные скорости ветра могут быть снижены выбором наиболее соответствующего расстояния между домами.

Зададимся значением 70 м. Тогда 0,14; 0,15; 6,5, а 0,14; 0,14+0,43=0,57. Такой разрыв между домами является более оптимальным с позиции создания комфортных для человека условий ветрового режима на территории застройки.

Примечание. Если значение задано заранее, то ширина разрыва между зданиями выбирается та, которая обеспечивает значение , наиболее близкое к заданному.


Пример 3. Выбор оптимальной протяженности дома при заданных параметрах высоты застройки ; расстояния между зданиями и угла направления ветра к застройке : 27 м (9 этажей); 45°; 120 м.

По заданным значениям , и по номограмме находим значения и , которые соответственно равны 0,52 и 0,001.

Допустим, что 150 м. Тогда (для 27 м) будет равно 19,2, а 0,52х0,001х19,2=0,01; 0,01+0,72=0,73.

Для другой длины дома, например 120 м, коэффициент будет равен 17,5. Следовательно, 0,52x0,001х17,5=0,009.

Для протяженности дома 90 м коэффициент 15,5, а 0,52х0,01х15,5=0,008; 0,73.

Таким образом, при заданных параметрах застройки и направлении к ней ветра под углом 45° изменение одной лишь протяженности зданий не оказывает какого-либо существенного влияния на режим аэрации территории. Последний изменяется существенно, если мы одновременно с протяженностью зданий будем изменять величину разрыва между ними или ориентацию их относительно господствующего ветра.

Пример 4. Определение и . Пользуясь номограммой, можно определить значения и в существующей застройке.

По известным значениям , и с помощью описанной выше методики определяем сомножители , и и, следовательно, значения для любых направлений ветра .

Пусть 27 м; 60 м; 90 м; 30°.

По номограмме определяем: 0,23; 0,06; 11,25. Отсюда 0,16. , согласно таблице и заданных параметров, равно 0,71. Тогда 0,71+0,16; 0,87.

Таким образом, пользуясь номограммой N 1, мы можем определить наиболее оптимальные параметры в застройке с точки зрения учета господствующего ветра. Могут быть выбраны несколько разрывов между зданиями, в достаточной мере отвечающих заданным условиям, а уже выбор какого-либо одного разрыва из отобранных должен осуществляться с точки зрения экономической, рельефа и других факторов.

3.23. Расчет режима аэрации магистралей или территории застройки между параллельно стоящими зданиями можно также производить с помощью формулы. Рабочая формула к номограмме N 1 имеет следующий вид:

Где - искомый коэффициент скорости ветра; - коэффициент скорости ветра в 5 м от подветренного фасада здания (данные для некоторых параметров зданий рассчитаны и приведены в табл.17 прил.2); - коэффициент, выражающий крутизну кривой изменения скорости ветра между преградами (значение выведено нами и равно: ; - ширина магистрали или величина разрыва между двумя противоположно поставленными зданиями; - заданная величина расстояния в метрах от подветренного фасада здания; .

Формула эта проста в обращении и не требует длительных расчетов.

Пример. Определить коэффициент скорости ветра на расстоянии 55 м и от подветренного фасада здания при следующих параметрах: 36 м (12-этажное здание); - расстояние между зданиями, равное 60 м; - направление ветра к фасаду здания, равное 45°; - протяженность дома, равная 120 м; для заданных параметров, согласно таблице, равно 0,48; .

Выводим значение коэффициента :

________________
* Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Подставив все вычисленные значения в формулу (10), получим: 0,48+0,52-0,16; 0,84.

Следовательно, коэффициент скорости ветра в 55 м от подветренного фасада здания при вышеперечисленных выбранных нами параметрах будет равен 0,84 от скорости свободного потока ветра. Снизить или повысить скорость ветра на заданном расстоянии от здания можно, например, изменив ориентацию дома. Для уменьшения скорости ветра следует увеличить угол направления преобладающего ветра к фасаду здания, а для увеличения скорости - уменьшить его.

3.24. Номограмма N 2 (см. рис.15 прил.2) позволяет провести более детальный анализ ветровой обстановки на территории застройки и определить значения коэффициентов скорости ветра в любой точке между параллельно стоящими зданиями (описание номограммы N 2 дано в прил.2).

Расчет режима аэрации с помощью номограммы N 2 производится следующим образом.

Пример. Дано - направление ветра к фасадам зданий 67,5°, высота 5-этажного здания 15 м, ширина магистрали (или расстояние между двумя параллельно стоящими зданиями) 80 м.

Определить: , то есть на каком расстоянии от подветренной стороны фасада наветренного здания наблюдается максимальный коэффициент скорости ветра при заданной ширине магистрали , и значение коэффициента скорости ветра на расстоянии 40 м от подветренного фасада наветренного здания.

Решение. На графике справа в первой части номограммы N 2 из точки, соответствующей 67,5°, восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с синусоидой и определяем значение функции . Для заданного значения функция 0,007. Из точки, соответствующей заданной высоте застройки (15 м), восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с прямой , соответствующей найденному значению . Из места их пересечения проводим прямую, параллельную оси , до пересечения ее с перпендикуляром, соответствующим ширине магистрали 80. Таким образом, получаем, что максимальная скорость ветра при заданных параметрах наблюдается на расстоянии 48 м от подветренной стороны фасада наветренного здания, т.е. 48 м. Значение дано в прил.2. Вторая часть номограммы служит для определения значений (по функциям и ).

Определим коэффициент скорости ветра на расстоянии 40 м от подветренного фасада здания.

На оси из точки 40 м восстанавливаем перпендикуляр до пересечения его с прямой для 48 м и находим значение функции , которое равно 2,2. Значение функции , соответствующее 40 м и 48 м, равно 0,44. Подставив полученные значения в формулу (11), получим:

Положив , а , согласно таблице, получим:

Таким образом, с помощью номограммы N 2 мы можем определить значение коэффициентов скорости ветра в любой точке между двумя параллельно стоящими зданиями.

Номограммный метод дает возможность решать и обратные задачи - выбрать дом соответствующей этажности, протяженности и ориентации, который обеспечил бы необходимые условия аэрации территории застройки (т.е. прогнозировать ветровой режим территории на стадии проектирования).

Номограммы N 1 и 2 следует применять для анализа ветрового режима в условиях как проектируемой, так и существующей застройки при параллельном размещении зданий (вдоль магистралей и на межмагистральной территории). При ином расположении зданий оценка и прогнозирование ветрового режима могут быть выполнены с помощью графоаналитического метода расчета (см. пп.3.19 и 3.20).

3.25. Расчет режима аэрации может быть произведен также с помощью формулы. Рабочая формула к номограмме N 2 имеет следующий вид:

Где - искомый коэффициент скорости ветра; - коэффициент скорости ветра в 5 м от подветренного фасада здания; - коэффициент максимальной скорости ветра; - заданная величина расстояния, м, от фасада здания; - высота здания, м; - расстояние между двумя параллельно стоящими зданиями; - угол направления ветра к фасаду здания.

Пример. Определить значение на расстоянии =25 м от подветренного фасада здания при следующих заданных параметрах: 27 м (9 эт.); 90 м; 60°; 0,63 (для заданных параметров согласно таблице); 0,9 (принятая средняя величина).

Подставив заданные параметры в формулу (12), получим:

Таким образом, пользуясь этой формулой, мы можем определить скорость ветра в любой точке между параллельно стоящими зданиями, параметры которых выбраны при помощи рабочей формулы к номограмме N 1. Такая детальная оценка ветрового режима на территории застройки может понадобиться для определения границ размещения детских учреждений, зон отдыха, озеленения территории и др.

4. ПРИНЦИПЫ И СРЕДСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕТРОВОГО РЕЖИМА ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ

Функциональное зонирование территории застройки с учетом условий аэрации (ветрового режима)

4.1. Основой для рационального размещения функциональных зон может служить составленная для конкретного города карта-схема районирования территории по температурно-ветровому режиму (см. рис.19 прил.3).

4.2. Взаиморасположение промышленных предприятий и селитебных зон в значительной мере предопределяет состояние воздушного бассейна территории жилой застройки. Селитебную зону следует размещать с наветренной стороны для ветров преобладающего направления и на возвышенных, хорошо аэрируемых участках городской территории. В районах с одинаковой повторяемостью ветров противоположных направлений на летний и зимний периоды года селитебные зоны следует располагать слева и справа от ветров этих направлений по отношению к промышленным предприятиям, являющимся источниками выделения вредных веществ.

4.3. Планировка и застройка жилых районов осуществляется с учетом ландшафтно-климатических условий местности, которые предопределяют в каждом отдельном случае функциональное зонирование территории, трассировку и ориентацию улиц; приемы застройки, озеленения и благоустройства; типы жилых и общественных зданий и пр. При этом в районах с эффективным ветровым режимом ориентировать улицы следует под углом к направлению господствующего ветра, а в районах с ослабленным режимом аэрации - по направлению господствующих ветров благоприятных румбов.

4.4. При выборе территории для функциональных зон жилого района основной задачей является создание наиболее здоровых условий для жизни и труда населения с рациональным использованием естественных особенностей местности на основе ее микроклиматической оценки.

4.5. Для жилых районов и микрорайонов следует отводить территории, наиболее полно отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям (сухие, хорошо инсолируемые и проветриваемые участки, защищенные от проникновения холодных сильных ветров, горячих суховеев, пыльных бурь и т.д.), по возможности приближенные к открытым водоемам и зеленым массивам.

4.6. Для улучшения микроклимата необходимо предусматривать мероприятия, направленные на создание оптимальных условий проветривания (максимальное использование естественного фактора подвижности воздуха и местных конвективных токов, защита от неблагоприятных ветров и снегозаносов) и радиационного режима (оптимальная инсоляция, защита от избыточной прямой солнечной радиации, снижение интенсивности воздействия отраженной и излученной солнечной радиации в условиях перегрева среды).

4.7. Функционально-пространственная организация жилой застройки (размещение проездов, пешеходных дорожек, озелененных участков, участков школ, детских дошкольных учреждений, мест отдыха детей и взрослого населения, спортивных площадок и т.д.) должна решаться с учетом интенсивности и направления как господствующих ветров, так и ветров, трансформируемых местными условиями (рельеф, застройка, зеленый массив, водные поверхности и т.п.). Выбор участков, в наибольшей степени отвечающих данному виду их использования, должен производиться на основе оценки аэрационного режима территории с целью улучшения существующих микроклиматических и санитарно-гигиенических условий.

Для этой цели направление пешеходных дорожек по возможности следует сочетать с направлением благоприятных потоков воздуха; площадки для детей располагать на участках, характеризующихся оптимальными условиями аэрации; использовать поверхности, характеризующиеся разным нагревом, для создания конвективных токов.

Приемы планировки и застройки, обеспечивающие оптимальные условия ветрового режима

4.8. Для создания комфортных условий микроклимата необходим дифференцированный подход к застройке отдельных районов города в связи с рельефом местности и местоположением участка в системе города относительно господствующего направления ветра с целью обеспечения допустимой скорости движения воздуха на большей части застраиваемой территории.

Застройка изменяет скорость и направление ветра, господствующего на открытой незастроенной территории, и в зависимости от архитектурно-планировочной композиции создает определенный ветровой режим. Угол направления господствующего ветра изменяется на 30-90°, а коэффициент скорости ветра колеблется в пределах от 0,1 до 1,2 по отношению к коэффициенту скорости ветра по данным метеостанции, принимаемому за 1.

Влияние на аэродинамику застройки оказывают положение ее в системе города и ориентация зданий или приемов планировки относительно господствующих ветров: коэффициент скорости ветра на участках застройки, расположенной на наветренной границе города, на 0,1-0,2 выше, чем в аналогичных приемах застройки, расположенной под защитой предшествующей застройки.

4.9. Критерием оптимальности архитектурно-планировочной композиции застройки в условиях повышенных скоростей ветра является такое ее решение, при котором практически вся площадь территории застройки характеризуется коэффициентом скорости ветра, равным 0,1-0,5 от исходной скорости ветра ; в условиях низких скоростей ветра критерием оптимальности является такое планировочное решение, при котором коэффициент скорости ветра равен 0,5-1 и более. К созданию таких условий ветрового режима и следует стремиться при выборе композиции застройки для повышения комфорта окружающей человека среды.

4.10. Здание, расположенное фасадом перпендикулярно или под небольшим углом (до 30°) к господствующему ветру, является лучшим барьером на его пути в застройку. За зданием образуется зона пониженных скоростей ветра, глубина которой составляет от 3 до 7 ветрозащитного дома. Для расчета площади "штилевой" зоны за зданием можно использовать формулу (13) (по Ф.Л.Серебровскому):

В зависимости от направления господствующего ветра , длины дома и глубины ветровой тени .

Для определения размеров ветровой тени за зданием , имеющим длину менее 10 , можно использовать формулу (по Г.К.Гольдштейн):

Где - ширина корпуса здания, м; - коэффициент, учитывающий длину здания, принят согласно расчету по данным Н.М.Томсона; значение его приведено в табл.18 прил.3.

Величина ветровой тени зависит от геометрических размеров здания. Ее размеры увеличиваются с увеличением высоты или длины дома и уменьшением его ширины.

4.11. Расстояние между фасадами зданий следует принимать с учетом их расположения относительно направления преобладающих благоприятных ветровых потоков: параллельном - 2; под углом 45° - 3; перпендикулярном - в зависимости от числа рядов - от 3 до 5. Разрывы между торцами зданий, расположенных фасадом к направлению господствующих ветров, следует принимать: с целью менее эффективного проветривания территории застройки - до 1, а с целью эффективной аэрации территории - от 1 до 1,5 и более.

4.12. При застройке территории, следует стремиться к оптимальному архитектурно-планировочному и конструктивному решению застройки, то есть к такому, которое обеспечивает комфортные или близкие к ним условия при наименьших затратах на естественное и искусственное регулирование микроклимата в течение длительного времени: при строчной застройке с разрывами между зданиями менее 2,5 дополнительные теплопотери находятся на уровне 5% основных; увеличение разрывов до 3 приводит к возрастанию дополнительных теплопотерь до 16-18% основных (по Ф.Л.Серебровскому). Ориентация зданий с учетом господствующих в зимний период года ветров снижает их дополнительные теплопотери на 10-15%, что имеет большое экономическое значение.

4.13. Планировка и застройка участков городской территории, расположенной в условиях повышенных скоростей ветра, должна осуществляться с учетом направления господствующего ветра неблагоприятных румбов и рельефа местности, способствующего искажению направления и изменению скорости свободного ветрового потока. Выбор оптимальных архитектурно-планировочных решений должен производиться для создания комфортных условий ветрового режима на территории будущей застройки.

Для этого следует:

основные магистрали на вновь застраиваемых городских территориях проектировать под углом не менее 40-50° к направлению преобладающих неблагоприятных ветров. При этом следует учитывать, что наиболее комфортные условия складываются на магистралях шириной от 25 до 60 м;

озеленять наветренные и возвышенные участки городской территории многорядной посадкой ширококронных и вечнозеленых деревьев с кустарником (0,2-0,5);

использовать наиболее возвышенные участки городской территории и наветренные их склоны под строительство общественных зданий и сооружений повышенной этажности и значительной протяженности, обращенных фасадами в сторону ветра неблагоприятных румбов, для создания барьера на его пути в застройку; скорость ветра на вершинах возвышенностей, высотой 80-100 м, в 2-3 раза выше скорости ветра у их основания;

помимо общественных зданий на наветренных границах жилых районов и микрорайонов с целью защиты от ветра территории застройки и квартир использовать жилые ветрозащитные комплексы со специальной планировкой квартир, при которой на наветренную сторону горизонта обращены лестничные клетки, подсобные помещения и общие комнаты в многокомнатных квартирах;

ветровое затенение городских территорий целесообразно обеспечивать путем членения их на отдельные "самозатеняющиеся" жилые и общественные пространства. При этом максимальным разрывом между комплексами ветрозащитной застройки следует считать разрыв 10-12 в условиях спокойного рельефа местности. При увеличении протяженности и высоты зданий увеличивается и процент территории, характеризующейся комфортными условиями аэрации;

в пространстве между ветрозащитными комплексами принимать свободную постановку линейных и точечных зданий при соблюдении нормы инсоляции;

на участках территории, открытых доступу ветра, использовать П-, Г-, Т- и У-образные группировки зданий, обращенные сблокированным углом на наветренную сторону горизонта (0,2-0,5);

для снижения ветрового напора на ветрозащитные здания, а также для ликвидации зон усиления скорости ветра в разрывах между зданиями (0,8-1,1) использовать древесно-кустарниковые группы или полосы ажурной конструкции; непосредственно за полосой озеленения шириной 10 м скорость ветра снижается до 0,2 от его скорости с наветренной стороны полосы, а на территории застройки, в 40-50 м от полосы озеленения, коэффициент скорости ветра составляет 0,4-0,5;

детские учреждения размещать в зоне ветровой тени, обеспечиваемой ветрозащитной застройкой, то есть на расстоянии до 7-8 от подветренного фасада ветрозащитного дома.

Наиболее оптимальный ветровой режим складывается на территории дворовых пространств площадью от 0,35 (для 5-этажной застройки) до 1,4 га (для 9-12-этажной застройки); допускается увеличение площади двора до 1,8 га. При этом разрыв между зданиями, расположенными фасадами к направлению господствующего ветра, формирующими дворовое пространство, не должен превышать 3-4 .

В табл.19 прил.3 представлены приемы архитектурно-планировочной композиции застройки с целью ветрозащиты территории, а на рис.20 прил.3 показаны размеры зон ветровой тени (0,5) в зависимости от параметров зданий, в пределах которой могут быть размещены детские учреждения и площадки отдыха.

4.14. Планировка и застройка территорий, расположенных в районах со слабо выраженными ветрами, должна производиться с учетом направления преобладающих ветров благоприятных румбов. В этом случае при выборе оптимальных архитектурно-планировочных решений особое внимание должно быть направлено на создание условий наиболее эффективного проветривания территории застройки. Для этого следует:

основные магистрали и улицы проектировать по направлению ветров благоприятных румбов или под углом к ним не более 30-40°. Поперечный профиль наветренных участков улиц следует расширять (оптимальная ширина 90-120 м) с целью более свободного доступа ветра в глубь застройки, выполненной легко обтекаемыми зданиями, обращенными торцами к улице под углом не более 45° относительно направления благоприятного ветра (коэффициент скорости ветра составит 0,5-1,2);

наветренные и возвышенные участки городской территории застраивать легко обтекаемыми зданиями башенного типа, линейными короткокорпусными зданиями или зданиями большой протяженности и повышенной этажности, обращенными торцами в сторону благоприятного ветра. При этом, изменяя величину разрыва между зданиями, можно регулировать скорость ветра. Наиболее оптимальными являются разрывы между зданиями в пределах до 2-3;

разрывы между линейными зданиями, расположенными фасадами к ветру, принимать не менее 5-7;

этажность застройки повышать постепенно от наветренной к подветренной стороне города;

избегать замкнутых приемов застройки;

площадь дворовых пространств принимать более 1,8 га. Эффективно проветриваются дворовые пространства площадью 4 га, формируемые 5-этажной застройкой, при разрывах между зданиями, расположенными фасадами к направлению господствующего ветра, более 5;

систему озеленения городской территории направлять на усиление скорости ветра, поступающего на территорию города.

В табл.20 прил.3 представлены приемы архитектурно-планировочной композиции застройки с целью усиления проветривания территории.

Используя найденные закономерности и предложенные методы расчета ветрового режима, можно уже на стадии разработки проектных решений заложить основу комфортности ветрового режиме территории будущей жилой застройки.

Приемы озеленения и благоустройства для регулирования ветрового режима

4.15. Основным средством регулирования ветрового режима в городской среде является застройка. Однако только постановкой зданий тех или иных параметров, ориентацией, группировок не всегда можно создать желаемый микроклиматический эффект. Дополнительным средством регулирования режима аэрации может служить озеленение. При чередовании с застройкой зеленые насаждения могут регулировать ветровой режим на локальных участках.

Вопрос ветрозащиты территории при помощи зеленых насаждений играет особую роль в районах с сильным ветром. Следует знать, что при приближении к большому зеленому массиву на 50-70 м скорость ветра снижается в два раза. Небольшой зеленый массив оказывает смягчающее действие на расстоянии до 150 м, массив более 3 га - до 200 м, массив в 15 га - до 800 м. При размещении лесной полосы в застройке область ветровой тени охватывает только 18 единиц площади, а при размещении ее перед застройкой защищаемая площадь увеличивается в два раза (по В.Н.Адаменко). Расстояние, на которое распространяется влияние полосы, не превышает 15-кратной высоты насаждений. Зелеными насаждениями можно снизить скорость ветра более чем на 50%. Количественные результаты ветрозащитных свойств полос озеленения приведены в табл.21 прил.3.

Лесные полосы можно также использовать и с целью интенсификации проветривания территории застройки (каналы-воздуховоды и др.).

4.16. Для получения быстрого микроклиматического эффекта необходимо применять высоковозрастной посадочный материал - различные вьющиеся растения, - увивающие козырьки, беседки, а также перголы различной формы.

Принимая во внимание гигиеническое значение солнечной радиации, на части детских площадок предпочтительны породы деревьев с ажурной и пирамидальной кроной.

4.17. Правильный режим проветривания жилой территории можно обеспечить соответствующими приемами озеленения. Для этого следует избегать загущенных посадок деревьев, число и размещение которых должно удовлетворять требованиям ограничения инсоляции и частичной ветрозащиты; на локальных участках можно использовать газон и низкий кустарник, деревья с высоким штамбом (не менее 3 м); избегать высоких живых изгородей (не выше 0,75 м); ориентацию аллей, разрывы в зеленых насаждениях и обсадку площадок определять с учетом основных направлений ветров; использовать разновысотные объемы зеленых насаждений в целях создания местных токов воздуха.

Примечание. Размещение зеленых насаждений в каждом конкретном случае должно производиться с учетом режима аэрации проектируемой жилой застройки.

4.18. Для обеспечения оптимальных условий проветривания жилой территории дворовое пространство следует раскрывать в сторону зеленых массивов, водных поверхностей и др.; разрывы между домами озеленять; использовать малые формы - беседки, перголы, навесы и другие элементы благоустройства, конструкции которых одновременно обеспечивают ветрозащиту локальных участков территории и достаточный воздухообмен.

4.19. Для ветрозащиты жилой территории на границе ее, обращенной в сторону неблагоприятных ветров, необходимо предусмотреть пояс из нескольких полос зеленых насаждений шириной 20-25 м, расположенный на расстоянии четырех высот зданий от застройки, а также ветрозащитные посадки на эффективно продуваемых участках территории (не менее двух рядов с ажурностью 25-40%, предпочтительно из вечнозеленых лиственных и хвойных пород деревьев).

Солнечная радиация

Температура воздуха, почвы и рас­тения всегда зависит от количества солнечной радиации, которое падает на данную площадь. Суммарная солнечная радиация включает прямую, поступающую непосредственно от солнца, и рассеянную, поступающую от небосвода в результате рассеяния солнечной радиации атмосферой. Часть суммарной солнечной радиации отражается от земной поверхности, другая часть пре­вращается в тепло.

Интенсивность радиации зависит от характера подстилающей поверхности, облачности, а также высоты солнца и времени года. Прямая солнечная радиация изменяется под влиянием как экспозиции, так и крутизны склона. Рассеянная радиация на склонах небольшой крутизны любой ориентации не отличается от рассеянной радиации, приходящей на горизонтальную поверх­ность.

Наибольшие различия наблюдаются в приходе прямой радиа­ции на северные и южные склоны. При увеличении угла наклона к южным склонам величина ее возрастает. Северные склоны в течение всего года получают прямой радиации меньше, чем го­ризонтальная поверхность, и с увеличением угла наклона се величина уменьшается. С юга на север различия в приходе пря­мой радиации к северным и южным склонам возрастают. Боль­ше всего дополнительной солнечной радиации получают южные склоны ранней весной и поздней осенью, когда солнце стоит невысоко.

Восточные и западные склоны крутизной до 20° получают за сутки примерно столько же или несколько меньше прямой со­лнечной радиации, чем горизонтальная поверхность. С увеличе­нием крутизны поступление тепла от солнца к восточным и западным склонам несколько уменьшается.

Суммарная солнечная радиация, приходящая на горизонталь­ную поверхность, приведена в справочниках по климату, а расчет на наклонные поверхности разных экспозиций и крутизны про­водят с помощью специальных коэффициентов.

Посевы со структурой, близкой к оптимальной, за вегетацию поглощают 50-60 % падающей на них ФАР. Часть ее, используе­мую растениями для фотосинтеза и выраженную в процентах, называют коэффициентом использования ФАР или коэффици­ентом полезного действия ФАР. По А.А. Ничипоровичу, посевы сельскохозяйственных культур по использованию ФАР можно разделить на следующие группы: обычные - 0,5-1,5 %, хоро­шие 1,5-3,0 %, рекордные - 3,5-5,0 % и теоретически воз­можные - 6-8 %.

Ветер влияет на режим основных метеороло­гических элементов в приземном слое среди растений. Он обу­словливает перенос водяного пара и тепла, развитие дефляции.

Сильные ветры оказывают вредное действие на растения, особенно во время холодной адвекции. При активном вторжении холодных масс воздуха происходит интенсивная отдача тепла из почвы в воздух и охлаждение тканей растений, которое усугубля­ется расходом тепла на испарение и транспирацию. При пони­женных температурах во время холодной адвекции усиление или ослабление скорости ветра может оказаться решающим в повреж­дении цветков и завязей плодовых деревьев или овощных культур.

Сильный ветер приводит к полеганию зерновых культур в период колошения и созревания, наносит вред деревьям, обла­мывая ветви, и т.д. С ветровым режимом связано распределение снежного покрова, перераспределение осадков.

Учет режима ветра (направления и скорости) имеет большое значение для выявления благоприятных условий для размещения сельскохозяйственных культур, проектирования полезащитных полос, их ориентации.

Микроклиматические факторы ветрового режима сильно кор­ректируются местными условиями, что выражается в изменении скоростей и направлений ветра в различных формах рельефа и в возникновении местных циркуляции.

Динамическое воздействие рельефа на ветер проявляется в усилении его скорости в местах сближения линий тока и в ослаблении при их расхождении. Усиление ветра наблюдается на вершинах холмов, на наветренных склонах, иногда также на параллельных ветру склонах. Ослабление скоростей происходит позади препятствий, на подветренных склонах и в отрицатель­ных формах рельефа.

К числу опасных метеорологических явлений, связанных с ветром, относят суховеи. Под суховеем понимают горизонталь­ный поток воздуха с повышенной температурой и низкой отно­сительной влажностью, возникающий на периферии антицикло­на чаще всего в трансформировавшемся арктическом воздухе. Суховеи, как и засухи, развиваются главным образом в воздуш­ных массах, приходящих с севера. Перемещаясь над европейской территорией страны в умеренные широты, арктический воздух втягивается в антициклоническую циркуляцию и далее, уже про­гретый и сухой, по южной и юго-западной периферии антицик­лона проникает в степные и лесостепные районы в виде суховея. Поэтому в юго-восточных районах и южной полосе европейской части страны суховей имеет восточное, юго-восточное или южное направление. В Западной Сибири суховей может иметь юго-западное направление, а в Средней Азии - северное.

Вредное действие суховея на растения существенно проявляется при скорости ветра более 5 м/с, температуре выше 25 °С и относительной влажности воздуха менее 30 %.

Частота проявления суховеев, число дней с ними, их длитель­ность и интенсивность существенно меняются в географическом плане, являясь, как и засухи, хорошим показателем засушливос­ти климата. В лесной зоне среднее многолетнее число дней с суховеями за теплый сезон (апрель-октябрь) небольшое - 1-2, в лесостепной зоне оно составляет 15-20, в степной – 30-60, а в полупустынной – 70-100 дней.

Каждой зоне свойственна своя динамика суховеев. Для лес­ной зоны характерен максимум числа дней с суховеями в мае, а минимум - в летний период. В лесостепной зоне выделяют два максимума суховейности: один весной, а второй в середине или конце лета. При этом первый максимум значительно больше второго. Два максимума характерны и для степной зоны, но второй обычно несколько больше первого или равен ему.

Характеристика влагообеспеченности территории определяется:

За теплый период времени года гидротермическим коэффициентом (ГТК) по Г.Т.Селянинову;

Для полного года – коэффициентом водного баланса (К) по В.Н.Сукачеву.

Гидротермический коэффициент по Г.Т.Селянинову

Для определения этой величины все данные берутся из табл.1.

В зависимости от численности значения коэффициента район относится к одной из зон:

Зона избыточного увлажнения ГТК=1,5 и более;

Зона обеспеченного увлажнения ГТК=1,0 – 1,5;

Зона с недостатком влаги ГТК=0,7 – 1,0;

Зона сухого земледелия ГТК=0,5 – 0,7;

Зона пустыни и полупустыни ГТК= менее 0,5.

Следовательно, Павловская опытная станция находится в зоне обеспеченного увлажнения.

Коэффициент водного баланса по В.Н.Сукачеву

Зона определяется по численному значению коэффициента:

Зона лесов, болот К=6,0;

Зона лесостепи (земледелие возможно без орошения) К=5,0 – 6,0;

Зона черноземной степи (земледелие возможно без орошения) К=4,0 – 5,0;

Зона сухой степи (земледелие возможно без орошения, но высокий уровень зависит от применения комплекса агротехнических мероприятий) К=3,0 – 4,0;

Зона полупустыни (земледелие возможно без орошения, дает низкие результаты) К=1,5 – 3,0;

Зона пустыни (земледелие без орошения невозможно) К=0 – 1,5

В нашем случае это зона лесостепи

1. Ветровой режим

Важным климатическим ресурсом является режим ветра. На территории области он в общем отражает характер барического поля, однако в большой степени зависит и от местных условий. В течение года преобладают ветры западного (16 %) и юго-западного (15 %) направлений. Но велика также повторяемость юго-восточного (более 14 %) и северо-западного (около 13 %) ветра. Меньше повторяемость ветров северного и южного направлений (8-12 %).

Летом почти одинакова вероятность северо-западных, северных и северо-восточных ветров. Осенью преобладают западные ветры. Зимой больше ветров с южной составляющей, а весной велика повторяемость юго-восточных ветров, нередко имеющих характер суховеев.

Средняя годовая скорость ветра на территории области в пределах 3,3-5,2 м/сек, имеет хорошо выраженный годовой ход. Слабые ветры наиболее вероятны в летние месяцы (2,7-4,2 м/сек). Зимой и в переходные сезоны скорость их возрастает до 4,8-6,2 м/сек. Минимальных значений скорость ветра обычно достигает в августе (2,7-4,0 м/сек), наибольших - повсеместно в феврале (3,9-6,3 м/сек). Для Окско-Донской равнины характерны меньшие скорости ветра, чем для отрогов Среднерусской возвышенности (в среднем на 0,4-0,9 м/сек).

Повторяемость дней со штилем в среднем составляет от 5 до 16 в год. Больше «спокойных» дней на юге области. Максимум штилей приходится на летний сезон.

Суточный ход скорости ветра лучше выражен в теплое время, особенно в условиях антициклонической погоды, когда скорость ветра днем в 2-2,5 раза больше, чем ночью. Зимой же эта разница не превышает 8-15 %. Под влиянием циклонов и атмосферных фронтов суточный ход ветра может существенно нарушаться.

В любое время года на большей части области возможны сильные ветры (>15 м/сек). В среднем за год наблюдается от 8 до 20 дней с сильным ветром, а местами их число возрастает до 25-29 (Нижнедевицк, Каменная степь, Митрофановка). Больше сильных ветров зимой - в среднем 4-12 дней за сезон. Летом с сильным ветром от 1 до 7 дней.

Таблица 2.2

Направление ветра по данным Павловской опытной станции, %

Почвы

Незаменимым ресурсом сельского и лесного хозяйства, жизни человека, экологического благополучия является почвенный покров. Более чем на 80 % в Воронежской области он представлен черноземами - плодороднейшими почвами в мире. Земельный фонд области составляет 5,22 млн гектаров, из них 11,2 % занимают земли несельскохозяйственного использования и 88,8 % земли сельскохозяйственного назначения.

В составе почвенного покрова сельскохозяйственных угодий доминируют почвы черноземного типа почвообразования, на долю которых приходится более 84 % этой площади, в том числе черноземы лесостепные (оподзоленные, выщелоченные, типичные) занимают около половины площади, черноземы степные (обыкновенные и южные), включая солонцеватые, - 30 %, лугово-черноземные почвы - 5 %. Это свидетельствует о высоком качестве земель сельскохозяйственных угодий области. Важное значение имеют также пойменные луговые почвы (4,6 %), обладающие довольно высоким плодородием. Лишь десятая часть площади сельскохозяйственных угодий покрыта низкопродуктивными почвами овражно-балочного комплекса, песчаными, заболоченными, солонцами и солодями. Распаханность сельскохозяйственных угодий достигает около 80 %, а всей территории области 62,7 %. Площадь пашни надушу населения в Воронежской области составляет около 1,3 га. Резервы земель под пашню исчерпаны.

По характеру почвенного покрова территория Воронежской области делится на лесостепную и степную части. Первая относится к Окско-Донской провинции умеренно промерзающих оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов и серых лесостепных почв лесостепи, вторая - к Южнорусской провинции теплых промерзающих обыкновенных и южных черноземов степи центральной лесостепной и степной почвенно-биоклиматической области.

В Воронежской области прослеживается зональность почвенного покрова, выражающаяся в смене подзон черноземов типичных и обыкновенных при движении от северо-северо-западных границ области к юго-юго-восточным. Лишь в северо-западной части подзоны черноземов типичных встречаются массивы черноземов выщелоченных, а на крайнем юго-востоке к югу от р. Богучар в пределах Богучарского и Кантемировского районов в сочетании с черноземами обыкновенными на площади 50 тыс. га залегают черноземы южные.

В пределах каждой подзоны размещение почвенного покрова подчинено закономерностям местного характера, на размещение оказывает влияние высота местности, экспозиция склонов, неоднородность естественной растительности в прошлом и настоящем, разнообразие почвообразующих пород, неодинаковый уровень залегания и состав грунтовых вод, воздействие хозяйственной деятельности человека.

Отчетливо выражена зависимость состава почвенного покрова от высоты местности. Это особенно хорошо заметно при движении с Окско-Донской низменной равнины на Среднерусскую возвышенность в подзоне типичного чернозема по маршруту: Панино - Новая Усмань - Хохольский - Нижнедевицк, где высоты увеличиваются от 140-160 до 240-270 м. Главными компонентами почвенного покрова на Окско-Донской низменности с широким развитием плоскоместий и средним относительным превышением их над поймами 10-20 м являются полугидроморфные лугово-черноземные и гидроморфные черноземно-луговые почвы с комплексами осолоделых, солонцеватых, засоленных и заболоченных почв в понижениях рельефа. На Среднерусской возвышенности в этой почвенной подзоне с распространением плакорного и склонового типов местности и средним относительным превышением водоразделов над поймами 50-80 м доминируют автоморфные черноземы в сочетании с серыми лесостепными почвами и черноземами выщелоченными. На высотах 240-270 м господствуют черноземы выщелоченные среднемощные среднегумусные, на высотах 190-240 м - черноземы типичные среднемощные и мощные среднегумусные (Ахтырцев Б. П., Ахтырцев А. Б., 1993).

На возвышенностях сложность почвенного покрова усиливается густой расчлененностью территории и связанной с ней высокой степенью эродированности почв на склоновом типе местности, а на Окско-Донской низменности широко развитая комплексность почв обусловлена западинным микрорельефом.

На террасированных левобережьях Дона и Воронежа особенно в Рамонском, Новоусманском, Каширском и Лискинском районах проявляется меридиональная смена почв. От поймы Дона и Воронежа к востоку происходит постепенное повышение местности и вслед за ней смена почвенного покрова. На самых низких уровнях - в поймах рек - сформировались комбинации аллювиальных дерновых, аллювиальных луговых, лугово-болотных и пойменно-лесных почв разной степени заболоченности. Поверхность первой и второй надпойменных террас сложена песками и супесями с преобладанием дерново-лесных и серых лесных почв легкого гранулометрического состава. На третьей надпойменной террасе, прикрытой лессовидными суглинками, они сменяются лугово-черноземными почвами и черноземами выщелоченными и типичными суглинистыми. Относительно дренированная окраинная часть водораздела, примыкающая к третьей террасе, прикрыта черноземами тяжелосуглинистыми. Они полосой 3-5 км шириной окаймляют междуречные недренированные пространства Окско-Донской равнины с лугово-черноземными и черноземно-луговыми мощными глинистыми почвами. Далее к востоку и юго-востоку по мере повышения и усиления дренированности, гидроморфные почвы сменяются черноземами типичными средне-мощными среднегумусными.

Экспозиционная дифференциация почвенного покрова выявляется при сравнении его на западном и восточном склонах Среднерусской возвышенности. Восточный склон ее в пределах Воронежской области отличается большей сухостью и континентальностью климата и соответственно меньшей выщелоченностью почв. Здесь распространены черноземы типичные среднемощные среднегумусные, часто смытые с пятнами солонцеватых почв. Западный склон возвышенности за пределами Воронежской области характеризуется лучшим увлажнением и более теплой зимой. Поэтому здесь преобладают черноземы выщелоченные мощные средне- и малогумусные в сочетании с черноземами типичными, оподзоленными и серыми лесостепными почвами.

Наконец, существуют определенные различия в почвах северных и южных склонов в каждой почвенной подзоне. К северным склонам приурочены менее смытые и более гумусированные северные варианты каждого зонального подтипа почв. На южных склонах они отличаются меньшей мощностью и гумусированностью, большей смытостью. Среди зональных почв много пятен карбонатных и солонцовых почв.

Выделенные на территории области подзоны типичного и обыкновенного черноземов не являются местом их сплошного распространения. Это скорее символы сложных комплексов и сочетаний почв, формирующих совокупности однообразных неоднородностей в пределах каждой подзоны или отдельной ее части. Состав этих неоднородностей в каждой подзоне неодинаков, но распределение их компонентов (почв) по элементам рельефа имеет свои особенности - генетически самостоятельные (автоморфные) почвы занимают возвышенные элементы рельефа, а пониженные - генетически подчиненные (гидроморфные). Каждая подзона состоит не из одной преобладающей по распространению почвы (которая используется для наименования подзоны), а из комбинации родственных почв, которые образуют разнообразные сочетания по элементам мезорельефа (например, в подзоне типичных черноземов сочетания черноземов типичных и черноземов выщелоченных) и комплексы, регулярно чередующихся пятен различных почв на фоне доминирующего типа (например, пятна солонцов на фоне обыкновенного чернозема).

От города Семилук на север, юг и запад в радиальном направлении расходятся автодороги муниципального значения, соединяющие его с Воробьевкой, Петропавловкой и Павловском (автомагистраль Москва-Воронеж-Ростов). Максимальная высота водоразделов в пределах района составляет 222 м над уровнем моря. Среднее относительное превышение водоразделов над днищами долин составляет 50-80 м, что свидетельствует о глубоком эрозионном расчленении. Густота овражно-балочной сети составляет 1.2 км на один кв.м. Район характеризуется уровнем почвенного плодородия ниже среднеобластного. Совокупный почвенный балл для зерновых культур составляет 77.6, сахарной свеклы и кукурузы - 76.6, подсолнечника - 77.8. В структуре почв преобладают черноземы обыкновенные, менее значительны площади черноземов типичных, в долинах рек встречаются аллювиальные дерновые и луговые почвы. Доля смытых земель в пашне составляет 33.8 процента, в сельскохозяйственных угодьях - 35.7 процента. На территории района имеются значительные площади солонцеватых и засоленных почв. Их доля в пашне составляет 9.5 процента, в сельскохозяйственных угодьях - 13.5 процента. Полезные ископаемые в районе представлены глинами и легкоплавкими суглинками для производства кирпича, а также карбонатными породами для производства строительной извести. По территории района протекает река Толучеевка с притоками (река Подгорная и река Манина).