Инфраструктура — это совокупность объектов и систем, которые обслуживают страну, город или другой регион [1] и включают в себя услуги и средства, необходимые для функционирования экономики, домохозяйств и фирм. [2] Инфраструктура состоит из государственных и частных физических структур, таких как дороги , железные дороги , мосты , туннели , системы водоснабжения , канализации , электрические сети и телекоммуникации (включая подключение к Интернету и широкополосный доступ ). В целом инфраструктура определяется как «физические компоненты взаимосвязанных систем, обеспечивающих товары и услуги, необходимые для обеспечения, поддержания или улучшения условий жизни общества » и поддержания окружающей среды. [3]
Особенно в свете масштабных социальных преобразований, необходимых для смягчения последствий изменения климата и адаптации к нему , современные разговоры об инфраструктуре часто фокусируются на устойчивом развитии и зеленой инфраструктуре . Признавая эту важность, международное сообщество разработало политику, ориентированную на устойчивую инфраструктуру посредством Целей устойчивого развития , особенно Цели устойчивого развития 9 « Промышленность, инновации и инфраструктура ».
Один из способов описания различных типов инфраструктуры — разделить их на два различных типа: « жесткая» инфраструктура и «мягкая» инфраструктура . [4] Физическая инфраструктура — это физические сети, необходимые для функционирования современного индустриального общества или промышленности . [5] Сюда входят дороги, мосты и железные дороги. Мягкая инфраструктура — это все институты, которые поддерживают экономические , медицинские , социальные , экологические и культурные стандарты страны. [5] Сюда входят образовательные программы , официальная статистика , парки и места отдыха , правоохранительные органы и службы экстренной помощи .
Слово «инфраструктура» используется во французском языке с 1875 года и в английском языке с 1887 года, первоначально означая «объекты, составляющие основу любой операции или системы». [6] [7] Это заимствованное слово из французского языка, где оно уже использовалось для создания дорожного полотна из материала подложки, необходимого для укладки на него железнодорожных путей или построенного покрытия. Это слово представляет собой комбинацию латинского префикса «infra», означающего «ниже», поскольку многие из этих сооружений находятся под землей (например, туннели, системы водоснабжения и газоснабжения, железные дороги), и французского слова «структура» (происходящего от латинское слово «структура»). Использование этого термина в армии получило распространение в Соединенных Штатах после образования НАТО в 1940-х годах, а к 1970 году было принято градостроителями в его современном гражданском смысле. [ нужна цитата ]
В 1987 году комиссия Национального исследовательского совета США приняла термин « инфраструктура общественных работ », имея в виду:
«...оба конкретных функциональных режима – автомагистрали, улицы, дороги и мосты; общественный транспорт ; аэропорты и воздушные пути; водоснабжение и водные ресурсы ; управление сточными водами ; обработка и удаление твердых отходов ; производство и передача электроэнергии; телекоммуникации; и Понимание инфраструктуры охватывает не только эти объекты общественного назначения, но также эксплуатационные процедуры, методы управления и политику развития, которые взаимодействуют вместе с общественным спросом и физическим миром, чтобы облегчить транспортировка людей и товаров, обеспечение водой для питья и множества других целей, безопасная утилизация отходов общества, обеспечение энергией там, где это необходимо, а также передача информации внутри сообществ и между ними». [8]
Американское общество инженеров-строителей каждые 2–4 года публикует «Табель успеваемости по инфраструктуре», в котором отражается мнение организации о состоянии различной инфраструктуры. [9] По состоянию на 2017 год [update]они классифицируют 16 категорий, а именно авиация, мосты, плотины, питьевая вода , энергетика, опасные отходы , внутренние водные пути , дамбы , парки и места отдыха , порты , железные дороги , дороги , школы, твердые отходы , транзит и сточные воды . [9] : 4 США получили рейтинг «D+» по своей инфраструктуре. [10] Эта стареющая инфраструктура является результатом пренебрежения со стороны правительства и недостаточного финансирования. [10] Поскольку Соединенные Штаты, по-видимому, стремятся модернизировать свою существующую инфраструктуру, устойчивые меры могут быть рассмотрены в планах проектирования, строительства и эксплуатации.
Чтобы воплотить личную инфраструктуру, нужно думать о ней с точки зрения человеческого капитала . [11] Человеческий капитал определяется Британской энциклопедией как «нематериальные коллективные ресурсы, которыми обладают отдельные лица и группы внутри данного населения». [12] Целью личной инфраструктуры является определение качества ценностей экономических агентов. В результате возникают три основные задачи: задача экономических представителей экономического процесса (учителей, неквалифицированной и квалифицированной рабочей силы и т. д.); важность личной инфраструктуры для человека (краткосрочное и долгосрочное потребление образования); и социальная значимость личной инфраструктуры. [11] По сути, личная инфраструктура отображает влияние человека на инфраструктуру, поскольку оно связано с экономикой, индивидуальным ростом и социальным воздействием.
Институциональная инфраструктура является ответвлением термина «экономическая конституция». По мнению Джанпьеро Торриси, институциональная инфраструктура является объектом экономической и правовой политики. Это ставит под угрозу взрослых и устанавливает нормы. [11] Он относится к степени справедливого обращения с равными экономическими данными и определяет рамки, в которых экономические агенты могут формулировать свои собственные экономические планы и осуществлять их в сотрудничестве с другими.
Устойчивая инфраструктура относится к процессам проектирования и строительства, которые принимают во внимание их экологическое, экономическое и социальное воздействие. [10] В этот раздел включено несколько элементов устойчивых схем, включая материалы, воду, энергию, транспорт и инфраструктуру управления отходами. [10] Хотя существует множество других факторов, которые следует учитывать, они не будут рассматриваться в этом разделе.
Материальная инфраструктура определяется как «те неподвижные, необоротные капитальные блага, которые существенно способствуют производству инфраструктурных товаров и услуг, необходимых для удовлетворения основных физических и социальных потребностей экономических агентов ». [11] Существуют два различных качества материальной инфраструктуры: 1) удовлетворение социальных потребностей и 2) массовое производство . Первая характеристика касается основных потребностей человеческой жизни. Вторая характеристика – отсутствие инфраструктурных товаров и услуг. [11] Сегодня существуют различные материалы, которые можно использовать для строительства инфраструктуры. Наиболее распространенными из них являются асфальт, бетон, сталь, каменная кладка, дерево, полимеры и композиты. [13]
Согласно бизнес-словарю, экономическую инфраструктуру можно определить как «внутренние объекты страны, которые делают возможной предпринимательскую деятельность, такие как сети связи, транспорта и распределения , финансовые учреждения и рынки , а также системы энергоснабжения ». [14] Экономическая инфраструктура поддерживает продуктивную деятельность и мероприятия. Сюда входят дороги, автомагистрали, мосты, аэропорты, велосипедная инфраструктура , водопроводные сети, канализационные системы и ирригационные установки. [11]
Социальную инфраструктуру можно в широком смысле определить как строительство и обслуживание объектов, поддерживающих социальные услуги . [15] Социальная инфраструктура создается для повышения социального комфорта и стимулирования экономической активности. К ним относятся школы, парки и игровые площадки , сооружения общественной безопасности , мусороперерабатывающие заводы, больницы и спортивные площадки. [11]
.jpg/1280px-Blick_auf_A_2_bei_Rastst%C3%A4tte_Lehrter_See_(2009).jpg)
Основные активы предоставляют основные услуги и имеют монопольные характеристики. [16] Инвесторы, ищущие основную инфраструктуру, обращают внимание на пять различных характеристик: доход, низкую волатильность доходов, диверсификацию, защиту от инфляции и соответствие долгосрочных обязательств. [16] Основная инфраструктура включает в себя все основные виды инфраструктуры, такие как дороги, автомагистрали, железные дороги, общественный транспорт , водоснабжение и газоснабжение .
Базовая инфраструктура включает основные железные дороги, дороги, каналы, гавани и доки, электромагнитный телеграф, дренаж, дамбы и мелиорацию земель. [11] Он состоит из наиболее известных и распространенных особенностей инфраструктуры, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни (здания, дороги, доки).
Дополнительная инфраструктура включает в себя такие вещи, как легкорельсовый транспорт, трамваи, а также газоснабжение, электричество и воду. [11] Дополнить что-либо – значит довести это до совершенства или завершить. Дополнительная инфраструктура связана с небольшими частями инженерного мира, которые делают жизнь более удобной и эффективной. Они нужны для обеспечения успешного использования и сбыта уже готового продукта, как в случае с автодорожными мостами . [17] Другими примерами являются освещение тротуаров, озеленение вокруг зданий и скамейки, где могут отдохнуть пешеходы.
Инженеры обычно ограничивают термин «инфраструктура» описанием основных средств , которые имеют форму большой сети; другими словами, жесткая инфраструктура . [ нужна цитата ] Попытки разработать более общие определения инфраструктур обычно относятся к сетевым аспектам большинства структур и к накопленной стоимости инвестиций в сети как к активам. [ нужна цитата ] Одно из таких определений 1998 года определяло инфраструктуру как сеть активов, «где система в целом предназначена для постоянного поддержания определенного стандарта обслуживания путем постоянной замены и восстановления ее компонентов». [18]
Специалисты по планированию гражданской обороны и экономисты по вопросам развития обычно имеют в виду как «жесткую», так и «мягкую» инфраструктуру, включая государственные службы , такие как школы и больницы , службы экстренной помощи, такие как полиция и пожарная охрана, а также базовые услуги в экономическом секторе . Идея развития на основе инфраструктуры, сочетающая долгосрочные инвестиции в инфраструктуру со стороны государственных учреждений на центральном и региональном уровнях с государственно-частным партнерством, оказалась популярной среди экономистов в Азии (особенно в Сингапуре и Китае), континентальной Европе и Латинской Америке.
Военная инфраструктура – это здания и постоянные сооружения, необходимые для поддержки вооруженных сил, независимо от того, размещены ли они на базах, развертываются или участвуют в операциях. Примеры включают казармы, штабы, аэродромы, средства связи, склады военной техники, портовые сооружения и станции технического обслуживания. [19]
Коммуникационная инфраструктура — это неформальные и формальные каналы связи, политические и социальные сети или убеждения, которых придерживаются члены определенных групп, а также информационные технологии, инструменты разработки программного обеспечения. В основе этих более концептуальных применений лежит идея о том, что инфраструктура обеспечивает организационную структуру и поддержку системы или организации, которой она служит, будь то город, нация, корпорация или группа людей с общими интересами. Примеры включают ИТ-инфраструктуру , исследовательскую инфраструктуру, террористическую инфраструктуру, инфраструктуру занятости и инфраструктуру туризма. [ нужна цитата ]
Термин «инфраструктура» можно спутать со следующими частично совпадающими или родственными понятиями.
Мелиорация и освоение земель — это общие термины, которые в некоторых контекстах могут включать инфраструктуру, но в контексте обсуждения инфраструктуры они будут относиться только к менее масштабным системам или работам, которые не включены в инфраструктуру, поскольку они обычно ограничиваются одним Земельный участок , принадлежащий и управляемый землевладельцем. Например, ирригационный канал, обслуживающий регион или район, будет включен в инфраструктуру, но частные ирригационные системы на отдельных земельных участках будут считаться улучшением земель, а не инфраструктурой. Подключения к муниципальным и коммунальным сетям также будут считаться улучшением земель, а не инфраструктурой. [20] [21]
Термин « общественные работы » включает в себя инфраструктуру, принадлежащую и управляемую государством, а также общественные здания, такие как школы и здания суда. Общественные работы обычно относятся к физическим активам, необходимым для предоставления общественных услуг . Государственные услуги включают как инфраструктуру, так и услуги, обычно предоставляемые правительством.
Инфраструктура может принадлежать и управляться правительством или частными компаниями, такими как единственные коммунальные предприятия или железнодорожные компании. Как правило, большинство дорог, крупных аэропортов и других портов, систем водоснабжения и канализационных сетей находятся в государственной собственности, тогда как большинство энергетических и телекоммуникационных сетей находятся в частной собственности. [ нужна цитата ] Инфраструктура, находящаяся в государственной собственности, может оплачиваться за счет налогов, сборов или установленных сборов с пользователей, тогда как частная инфраструктура обычно оплачивается за счет измеренных сборов с пользователей. [22] [23] Крупные инвестиционные проекты обычно финансируются за счет выпуска долгосрочных облигаций . [ нужна цитата ]
Инфраструктура, находящаяся в собственности и управлении государством, может разрабатываться и эксплуатироваться не только в государственном секторе , но и в частном секторе или в рамках государственно -частного партнерства . Например, по состоянию на 2008 год в США государственные расходы на инфраструктуру с 1950 года варьировались от 2,3% до 3,6% ВВП. [24] Многие финансовые учреждения инвестируют в инфраструктуру.[update]
По мнению исследователей Института зарубежного развития , отсутствие инфраструктуры во многих развивающихся странах представляет собой одно из наиболее существенных ограничений экономического роста и достижения Целей развития тысячелетия (ЦРТ) . Инвестиции и обслуживание инфраструктуры могут быть очень дорогими, особенно в таких регионах, как не имеющие выхода к морю, сельские и малонаселенные страны Африки. Утверждалось, что инвестиции в инфраструктуру способствовали более чем половине улучшения показателей роста Африки в период с 1990 по 2005 год, и увеличение инвестиций необходимо для поддержания роста и борьбы с бедностью. Отдача от инвестиций в инфраструктуру очень значительна: в среднем от тридцати до сорока процентов отдачи от инвестиций в телекоммуникации ( ИКТ ), более сорока процентов от инвестиций в производство электроэнергии и восьмидесяти процентов от инвестиций в дороги . [25]
Спрос на инфраструктуру как со стороны потребителей, так и со стороны компаний намного превышает сумму инвестиций. [25] Существуют серьезные ограничения со стороны предложения инфраструктуры в Азии. [26] Разрыв в финансировании инфраструктуры между тем, что инвестируется в Азиатско-Тихоокеанский регион (около 48 миллиардов долларов США) и тем, что необходимо (228 миллиардов долларов США), составляет около 180 миллиардов долларов США каждый год. [25]
В Латинской Америке три процента ВВП (около 71 миллиарда долларов США) необходимо будет инвестировать в инфраструктуру, чтобы удовлетворить спрос, однако в 2005 году, например, было инвестировано только около двух процентов, в результате чего дефицит финансирования составил примерно 24 миллиарда долларов США. [25]
В Африке для достижения семипроцентного годового роста, который, по расчетам, необходим для достижения ЦРТ к 2015 году, потребуются инвестиции в инфраструктуру в размере около пятнадцати процентов ВВП, или около 93 миллиардов долларов США в год. В нестабильных государствах потребуется более тридцати семи процентов ВВП. [25]
Источник финансирования инфраструктуры существенно различается в зависимости от сектора. В некоторых секторах доминируют государственные расходы , в других – зарубежная помощь в целях развития (ОПР) , а в третьих – частные инвесторы. [25] В Калифорнии районы финансирования инфраструктуры создаются местными органами власти для оплаты физических объектов и услуг на определенной территории за счет увеличения налога на недвижимость. [27] Чтобы облегчить инвестиции частного сектора в инфраструктурные рынки развивающихся стран, необходимо более тщательно разрабатывать механизмы распределения рисков, учитывая более высокие риски их рынков. [28]
Деньги на расходы, поступающие от правительства, стали меньше, чем раньше. С 1930-х по 2019 год расходы США на инфраструктуру выросли с 4,2% ВВП до 2,5% ВВП. [29] Фактически, согласно отчету ASCE по инфраструктуре за 2017 год, с 2016 по 2025 год инфраструктура будет недоинвестирована на 2 триллиона долларов. [29] По сравнению с процентами мирового ВВП, Соединенные Штаты занимают предпоследнее место со средним процентом 2,4%. Это означает, что правительство тратит меньше денег на ремонт старой инфраструктуры или на инфраструктуру в целом. [30]
В странах Африки к югу от Сахары правительства тратят около 9,4 млрд долларов США из общей суммы в 24,9 млрд долларов США. В сфере ирригации правительства представляют почти все расходы. В транспорте и энергетике большая часть инвестиций приходится на государственные расходы. В сфере ИКТ , водоснабжения и санитарии большая часть капитальных затрат приходится на частный сектор. В целом объем помощи, частного сектора и финансистов, не входящих в ОЭСР , превышает государственные расходы. Расходы частного сектора сами по себе равны государственным капитальным расходам, хотя большая их часть сосредоточена на инвестициях в инфраструктуру ИКТ. Внешнее финансирование увеличилось в 2000-е годы (десятилетие), и только в Африке внешние инвестиции в инфраструктуру увеличились с 7 миллиардов долларов США в 2002 году до 27 миллиардов долларов США в 2009 году. В частности, Китай стал важным инвестором. [25]
Пандемия COVID-19 2020 года только усугубила недофинансирование инфраструктуры во всем мире, которое накапливалось десятилетиями. Пандемия привела к росту безработицы и серьезно подорвала экономику. Это оказывает серьезное воздействие на домохозяйства, предприятия, а также федеральные, государственные и местные органы власти. Это особенно вредно для инфраструктуры, поскольку она сильно зависит от финансирования со стороны государственных учреждений – на долю правительств штатов и местных органов власти приходится примерно 75% расходов на общественную инфраструктуру в Соединенных Штатах. [31]
Правительства сталкиваются с огромным сокращением доходов, экономическим спадом, перегруженностью систем здравоохранения и нерешительной рабочей силой, что приводит к огромному бюджетному дефициту по всем направлениям. Однако им также необходимо увеличить государственные инвестиции, чтобы обеспечить успешное возобновление экономики, стимулировать экономический рост и занятость, а также озеленить свою экономику. [32] Необычайно большой объем пакетов мер, необходимых для борьбы с COVID-19, сопровождался широко распространенными призывами к их «экологизации» для достижения двойной цели: восстановления экономики и экологической устойчивости . [33] Однако по состоянию на март 2021 года лишь небольшая часть бюджетных мер «Большой двадцатки», связанных с COVID-19, оказалась благоприятной для климата. [33]
Хотя совершенно очевидно, что для устранения экономического ущерба, нанесенного эпидемией Коронавируса, необходимы большие усилия, немедленное возвращение к обычному бизнесу может нанести вред окружающей среде, как показал финансовый кризис 2007–2008 годов в Соединенных Штатах. В то время как последующий экономический спад привел к сокращению глобальных выбросов парниковых газов в 2009 году, выбросы достигли рекордного уровня в 2010 году, частично из-за принятых правительствами мер экономического стимулирования с минимальным учетом экологических последствий. [34] Проблема заключается в том, повторится ли та же самая картина. Период после Covid-19 может определить, достигнет ли мир целей по выбросам Парижского соглашения 2015 года и ограничит глобальное потепление от 1,5 до 2 градусов Цельсия. [35]
В результате эпидемии COVID-19 целый ряд факторов может поставить под угрозу план низкоуглеродного восстановления: это включает в себя снижение внимания на глобальной политической арене (климатический саммит ООН 2020 года перенесен на 2021 год), смягчение экологических норм в стремление к экономическому росту, снижение цен на нефть, препятствующее конкурентоспособности низкоуглеродных технологий, и, наконец, программы стимулирования, которые отнимают средства, которые можно было бы использовать для дальнейшего процесса декарбонизации . [34] Исследования показывают, что план восстановления, основанный на сокращении выбросов углерода, может не только обеспечить значительное сокращение выбросов, необходимое для борьбы с изменением климата, но также создать больший экономический рост и рабочие места, чем план восстановления с высоким уровнем выбросов углерода. [34] В исследовании, опубликованном в «Оксфордском обзоре экономической политики», более 200 экономистов и экономических чиновников сообщили, что «зеленые» инициативы по восстановлению экономики эффективны, по крайней мере, так же хорошо, как и менее «зеленые» инициативы. [36] Также раздавались призывы к созданию независимого органа, который мог бы проводить сопоставимую оценку налогово-бюджетной политики стран, способствуя прозрачности и подотчетности на международном уровне. [33]
Кроме того, в эконометрическом исследовании, опубликованном в журнале Economic Modeling, анализ государственных расходов на энергетические технологии показал, что расходы на сектор возобновляемой энергетики создают на пять новых рабочих мест больше на каждый вложенный миллион долларов, чем расходы на ископаемое топливо . [37] Поскольку устойчивая инфраструктура более выгодна как в экономическом, так и в экологическом контексте, она представляет собой будущее инфраструктуры. Особенно в условиях растущего давления со стороны изменения климата и истощения природных ресурсов, инфраструктура должна не только поддерживать экономическое развитие и создание рабочих мест, а также высокое качество жизни жителей, но также защищать окружающую среду и ее природные ресурсы. [32]
Устойчивая энергетическая инфраструктура включает в себя типы электростанций, использующих возобновляемые источники энергии, а также средства обмена энергии от станции к домам и предприятиям, которые используют эту энергию. Возобновляемая энергия включает в себя хорошо изученные и широко применяемые методы, такие как ветровая, солнечная и гидравлическая энергия, а также новые и менее широко используемые типы производства энергии, такие как энергия термоядерного синтеза. Устойчивая энергетическая инфраструктура должна поддерживать устойчивое предложение относительно спроса, а также поддерживать достаточно низкие цены для потребителей, чтобы не снижать спрос. [10] Любой тип инфраструктуры возобновляемых источников энергии, который не соответствует этим требованиям по потреблению и ценам, в конечном итоге будет вытеснен с рынка преобладающими невозобновляемыми источниками энергии.
Устойчивая водная инфраструктура ориентирована на достаточный доступ населения к чистой и безопасной питьевой воде. [10] Вода является общественным благом наряду с электричеством, а это означает, что устойчивые системы сбора и распределения воды должны оставаться доступными для всех членов населения. [10] «Устойчивое водоснабжение» может относиться к способности нации или сообщества быть самодостаточными, располагая достаточным количеством воды для удовлетворения многочисленных потребностей, включая сельское хозяйство, промышленность, санитарию и питьевую воду. Это также может относиться к целостному и эффективному управлению водными ресурсами. [38] Политики и регулирующие органы все чаще включают природные решения (NBS или NbS) в попытки создать устойчивую водную инфраструктуру.
Системы устойчивого управления отходами направлены на минимизацию количества отходов, производимых отдельными людьми и корпорациями. [39] Планы управления коммерческими отходами превратились из простых планов удаления отходов в комплексные планы, направленные на сокращение общего количества отходов, образующихся до удаления. [39] Устойчивое управление отходами выгодно с экологической точки зрения, а также может сократить расходы предприятий, которые сокращают количество выбрасываемых товаров. [39]
Устойчивый транспорт включает в себя отказ от частных автомобилей, выбрасывающих парниковые газы, в пользу использования методов транспорта, которые либо являются углеродно-нейтральными , либо сокращают выбросы углерода, таких как велосипеды или электрические автобусы. [40] Кроме того, города должны инвестировать в создание соответствующей искусственной среды для этих экологически предпочтительных видов транспорта. [40] Городам необходимо будет инвестировать в сети общественного транспорта, а также сети велосипедных дорожек, а также в другие устойчивые решения, которые стимулируют граждан использовать эти альтернативные варианты общественного транспорта. Снижение городской зависимости от автомобилей является фундаментальной целью развития устойчивого транспорта, и этого невозможно достичь без скоординированного внимания как к созданию самих способов передвижения, так и к обеспечению их сетями, которые одинаково или более эффективны, чем существующие автомобильные сети, такие как старение. системы автомобильных дорог. [40]
Еще одним решением перехода к более устойчивой инфраструктуре является использование более устойчивых материалов. Материал является устойчивым, если необходимое его количество может быть произведено без истощения невозобновляемых ресурсов. [41] Он также должен оказывать низкое воздействие на окружающую среду, не нарушая установленного устойчивого равновесия. [41] Материалы также должны быть устойчивыми, возобновляемыми, пригодными для повторного использования и переработки. [42]
Сегодня бетон является одним из наиболее распространенных материалов, используемых в инфраструктуре. В строительстве используется в два раза больше бетона, чем всех остальных строительных материалов вместе взятых. [43] Это основа индустриализации, поскольку он используется в мостах, опорах, трубопроводах, тротуарах и зданиях. [44] Однако, хотя они и служат связующим звеном между городами, транспортировкой людей и товаров, а также защитой земель от наводнений и эрозии, они служат всего от 50 до 100 лет. [44] Многие из них были построены за последние 50 лет, а это означает, что многие инфраструктуры нуждаются в существенном обслуживании, чтобы продолжать функционировать.
Однако бетон не является устойчивым. На производство бетона приходится до 8% мировых выбросов парниковых газов. [45] Десятая часть промышленного использования воды в мире приходится на производство бетона. [45] Даже транспортировка сырья на места производства бетона увеличивает загрязнение воздуха. [45] Кроме того, производственные площадки и сама инфраструктура лишают сельскохозяйственных земель, которые могли бы быть плодородной почвой или средой обитания, жизненно важной для экосистемы.
Зеленая инфраструктура – это тип устойчивой инфраструктуры. Зеленая инфраструктура использует растительные или почвенные системы для восстановления некоторых естественных процессов, необходимых для управления водными ресурсами и создания более здоровой городской среды. [46] В более практическом смысле это относится к децентрализованной сети методов управления ливневыми водами, которая включает в себя зеленые крыши, деревья, биоудержание и инфильтрацию, а также проницаемое покрытие. [47] В последние годы зеленая инфраструктура становится все более популярной стратегией благодаря ее эффективности в обеспечении экологических, экономических и социальных выгод, включая положительное влияние на потребление энергии, качество воздуха, а также сокращение и секвестрацию углерода. [47]
Зеленая крыша – это крыша, частично или полностью покрытая растущей растительностью, посаженной поверх мембраны. Он также включает в себя дополнительные слои, в том числе корневой барьер, дренажные и ирригационные системы. [48] Существует несколько категорий зеленых крыш, в том числе экстенсивные (имеют растущую среду в диапазоне от двух до шести дюймов) и интенсивные (имеют растущую среду с глубиной более шести дюймов). [48] Одним из преимуществ зеленых крыш является то, что они уменьшают сток ливневых вод из-за своей способности хранить воду в среде выращивания, уменьшая сток, попадающий в канализационную систему и водные пути, что также снижает риск комбинированных переливов канализации. [48] Они сокращают потребление энергии, поскольку среда выращивания обеспечивает дополнительную изоляцию, уменьшает количество солнечной радиации на поверхности крыши и обеспечивает охлаждение за счет испарения воды в растениях, что снижает температуру поверхности крыши и приток тепла. [48] Зеленые крыши также уменьшают выбросы углекислого газа в атмосферу, поскольку растительность связывает углерод, а поскольку они сокращают потребление энергии и городской остров тепла за счет снижения температуры крыши, они также снижают выбросы углекислого газа при выработке электроэнергии. [49]
Посадка деревьев дает множество экологических, социальных и экономических выгод. Деревья могут перехватывать дождь, способствовать проникновению и накоплению воды в почве, уменьшать воздействие дождевых капель на бесплодные поверхности, минимизировать влажность почвы за счет транспирации и помогают уменьшить ливневые стоки. [46] Кроме того, деревья способствуют пополнению местных водоносных горизонтов и улучшению состояния водосборных систем. Деревья также сокращают потребление энергии, создавая тень и выделяя воду в атмосферу, которая охлаждает воздух и уменьшает количество тепла, поглощаемого зданиями. [47] Наконец, деревья улучшают качество воздуха, поглощая вредные загрязнители воздуха, сокращая количество парниковых газов.
Существует множество типов методов биоудержания и инфильтрации, в том числе дождевые сады и биологические болота. [47] Дождевой сад высаживается в небольшой впадине или на естественном склоне и включает местные кустарники и цветы. Они временно удерживают и поглощают дождевую воду и эффективно удаляют из сточных вод до 90% питательных веществ и химикатов, а также до 80% отложений. [50] В результате они впитывают на 30% больше воды, чем обычные сады. [51] Bioswales высаживают на мощеных площадках, таких как парковки или тротуары, и позволяют переливать их в канализационную систему за счет улавливания ила и других загрязняющих веществ, которые обычно остаются на непроницаемых поверхностях. [47] И дождевые сады, и биологические болота смягчают последствия наводнений и предотвращают загрязнение ливневыми водами местных водных путей; увеличить запас полезной воды за счет уменьшения количества воды, необходимой для наружного орошения; улучшить качество воздуха за счет сведения к минимуму количества воды, поступающей в очистные сооружения, что также снижает потребление энергии и, как следствие, снижает загрязнение воздуха, поскольку выбрасывается меньше парниковых газов. [47]
Умные города используют инновационные методы проектирования и реализации в различных секторах инфраструктуры и планирования для создания сообществ, которые функционируют на более высоком уровне относительной устойчивости, чем их традиционные аналоги. [10] В устойчивом городе должны присутствовать как устойчивость города , так и надежность инфраструктуры. [10] Устойчивость городов определяется способностью города быстро адаптироваться или восстанавливаться после дефектов инфраструктуры, а надежность инфраструктуры означает, что системы должны работать эффективно, продолжая при этом максимизировать свою производительность. [10] Когда устойчивость городов и надежность инфраструктуры взаимодействуют, города могут производить тот же уровень продукции при таких же разумных затратах по сравнению с другими неустойчивыми сообществами, сохраняя при этом простоту эксплуатации и использования.
Масдар-Сити — это предлагаемый умный город с нулевым уровнем выбросов, контракт на который будет заключен в Объединенных Арабских Эмиратах. [52] Некоторые люди называют это запланированное поселение «подобным утопии» из-за того, что оно будет включать в себя множество элементов устойчивой инфраструктуры, включая энергию, воду, утилизацию отходов и транспорт. Масдар-Сити будет иметь энергетическую инфраструктуру, основанную на использовании возобновляемых источников энергии, включая солнечную энергию. [52]
Масдар-Сити расположен в пустынном регионе, а это означает, что устойчивый сбор и распределение воды зависит от способности города использовать воду на инновационных стадиях водного цикла. [53] Город будет использовать подземные, серые, морские, черные воды и другие водные ресурсы для получения питьевой и ландшафтной воды. [53]
Первоначально Масдар-Сити будет безотходным. [52] Будет поощряться переработка и другие методы обращения с отходами и их сокращения. [52] Кроме того, в городе будет внедрена система переработки отходов в удобрения, которая уменьшит количество площадей, необходимых для накопления отходов, а также обеспечит экологически чистую альтернативу традиционным методам производства удобрений.
В Масдар-Сити не будет разрешено использование автомобилей, что будет способствовать снижению выбросов углекислого газа в черте города. [52] Вместо этого альтернативные варианты транспортировки будут приоритетными при развитии инфраструктуры. Это означает, что сеть велосипедных дорожек будет доступной и всеобъемлющей, а также будут доступны другие варианты. [52]
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of January 2024 (link){{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of January 2024 (link)
