Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

Методологические основы эколого-экономической оценки использования подземного пространства реконструируемых городских территорий

Специальность 08.00.05 - «Экономика и управление народным хозяйством»(экономика природопользования)

Ишин А.В.

Москва 2010

Диссертационная работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научный консультант

доктор технических наук, профессор КОРЧАК Андрей Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор экономических наук, профессор

ПОТРАВНЫЙ Иван Михайлович,

доктор экономических наук, профессор

ПРОТАСОВ Виталий Федорович,

доктор экономических наук, профессор

УМНОВ Виталий Анатольевич.

Ведущая организация - ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского

(МО, г. Люберцы)

Александр Викторович

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Развитие современного человечества характеризуется увеличением его численности, повышением общего уровня благосостояния и, как следствие, - ростом потребностей. Все большая часть населения планеты, и нашей страны в частности, проживает в больших городах. В России число городов-миллионеров уже достигло 15 и продолжает увеличиваться. Это сопровождается значительным уплотнением населения и интенсификацией городских процессов.

Негативные экологические последствия урбанизации территорий не успевают компенсироваться совершенствованием городской инфраструктуры. Необходима их существенная перестройка - реконструкция, в том числе с изменением функционального назначения. В Генеральном плане развития Москвы до 2020 года отмечается острая необходимость перехода от территориального роста города, за счет нового строительства на присоединенных землях, к реконструкции сложившихся территорий. Планируется полное изменение существующего использования (функционального, строительного, ландшафтного) 15 % и частичное преобразование 44 % территорий города Москвы. Аналогичная ситуация в других крупных городах России.

Реконструкция территорий должна обеспечивать гармоничное развитие населенного пункта в перспективе на многие годы. Необходимо поддержание культурно-исторического облика города, сохранение дефицитных природных зон и улучшение состояния среды обитания населения. На поверхности реконструируемых территорий должны располагаться только необходимые для их нормального функционирования объекты. В этой связи максимальное количество объектов инфраструктуры требуется разместить в подземном пространстве.

Подземное пространство крупных российских городов, сформировавшееся столетиями, также требует существенной реконструкции. В настоящее время при строительстве крупных подземных объектов до 25 % затрат может быть вызвано необходимостью переноса существующей подземной инфраструктуры. Зачастую информация о располагаемых в недрах города объектах является недостаточной для безопасного ведения работ и требует восполнения.

Современная реконструкция городских территорий должна осуществляться путем комплексного преобразования поверхности и подземного пространства, с учетом уже сложившейся застройки. Для того чтобы требуемые для реконструкции высокие затраты окупились за счет повышения функциональности территорий, роста эффективности создаваемых объектов, улучшения условий для жизни и деятельности населения, данные процессы следует осуществлять обоснованно, с использованием современных научных подходов и с учетом совокупности экономических, экологических и социальных факторов.

Российские ученые к настоящему моменту времени внесли существенный вклад в технические вопросы реконструкции и реорганизации городских территорий. Разработаны методы обоснования хозяйственных решений, предложены подходы к эколого-экономической оценке использования подземного пространства. Тем не менее крупномасштабные преобразования территорий в условиях высокой плотности городских наземных и подземных процессов требуют исследований, позволяющих в наиболее полной мере учесть особенности экономического, экологического и социального взаимовлияния использования подземного пространства реконструируемых городских территорий и процессов в городской среде. В этой связи актуальной научной проблемой является обоснование подходов и методов эколого-экономической оценки и выбора рациональных вариантов использования подземного пространства при реконструкции территорий современных крупных городов.

Цель диссертационного исследования заключается в формировании методологических основ эколого-экономической оценки и выбора вариантов использования подземного пространства реконструируемых городских территорий для гармоничного развития инфраструктуры и улучшения среды обитания населения.

Идея работы состоит в комплексном учете экономических, экологических и социальных взаимовлияний используемого подземного пространства, реконструируемых территорий и функционирующей инфраструктуры городов.

Объектом исследования является подземное пространство крупных городов, используемое при реконструкции территорий для комплексного размещения инфраструктуры в целях улучшения среды обитания населения.

Предметом исследования являются экономические, экологические и социальные процессы, возникающие на реконструируемых городских территориях при освоении подземного пространства.

Научные положения, разработанные лично автором:

1. Методологические основы эколого-экономической оценки и выбора вариантов использования подземного пространства реконструируемых городских территорий должны основываться на сформированных концептуальных положениях и принципах, учитывающих экономические, экологические и социальные особенности взаимовлияния данного ресурса, территорий и функционирующей инфраструктуры городов.

2. Целесообразность подземного размещения объектов городской инфраструктуры на реконструируемых территориях следует определять с использованием выявленных функций эколого-экономической желательности данных решений, учитывающих наиболее значимые эколого-экономические последствия использования подземного пространства.

3. Влияние реконструкции городских территорий на эколого-экономические эффекты от использования подземного пространства на стадии предпроектных решений следует учитывать с использованием предложенного методического подхода, базирующегося на экспертных оценках значимости четырех групп факторов: местоположения, градостроительства, реконструкции и использования подземного пространства.

4. Оценку проектных решений по использованию подземного пространства реконструируемых территорий целесообразно производить на основе разработанной экономико-математической модели, целевой функцией которой является максимизация эколого-экономической эффективности суммарных издержек, связанных со строительством подземного объекта, с учетом объективных ограничений, устанавливающих баланс между интересами города, предпринимателей, населения и природной среды.

5. Выбор наиболее эффективных вариантов использования подземного пространства реконструируемых территорий должен осуществляться на основе предложенного механизма, включающего анализ исходных условий; формирование предпочтительного перечня объектов для подземного размещения; оценку влияния реконструкции на эффективность использования подземного пространства реконструируемых территорий; формирование, оценку вариантов создания подземных объектов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработана структурная модель взаимовлияний используемого при реконструкции городских территорий подземного пространства и окружающей среды, учитывающая пространственные уровни и направления взаимовлияний.

2. Выявлены зависимости эколого-экономической желательности подземного размещения объектов инфраструктуры на реконструируемых территориях от влияющих факторов.

3. Разработан метод оценки влияния реконструкции городских территорий на экономические, экологические, социальные и градостроительные составляющие эффективности использования подземного пространства.

4. Сформирован интегральный показатель эколого-экономической эффективности вариантов проектных решений при использовании подземного пространства реконструируемых городских территорий, определяемый путем соотношения эколого-экономических эффектов от эксплуатации подземного объекта с суммарными издержками на его строительство.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- результатами научного обобщения и анализа представительного объема статистических данных;

- применением современных научных методов научного обобщения, системного, факторного, логического и структурного анализа, экспертных оценок, метода аналогий, статистического и экономико-математического моделирования;

- высокой сходимостью расчетных показателей с фактическими;

- использованием результатов исследований при проектировании и строительстве многофункциональных комплексов, размещаемых в подземном пространстве г. Москвы.

Научное значение исследований заключается в разработке методологии эколого-экономической оценки использования подземного пространства реконструируемых территорий и выявлении закономерностей влияния подземного пространства на экономические, экологические и социальные процессы в городской среде.

Практическое значение работы заключается в применении механизма эколого-экономической оценки и выбора наилучших вариантов использования подземного пространства реконструируемых городских территорий для улучшения среды обитания населения.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Реализация результатов исследований проводилась при оценке и выборе вариантов использования подземного пространства реконструируемой территории на восточном берегу Химкинского водохранилища в бухте «Кирпичная» г. Москвы для сооружения коллектора дождевой канализации с очистным сооружением.

Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались на международных конференциях «Неделя горняка» (МГГУ, 2006-2009 гг.); 5-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (2009 г.); научных семинарах кафедры «Экономика природопользования» (МГГУ, 2005-2009 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы из 136 наименований, содержит 49 рисунков, 22 таблицы.

Основное содержание работы

Развитие городов играет большую роль в жизни современного общества и формировании его окружающей среды. В настоящее время в городах проживает уже более половины жителей планеты. В 1950 г. насчитывалось 83 города с населением, превышающим 1 миллион жителей, в 2000 г. - 411. В 2000 г. насчитывалось 18 городов с населением более 10 миллионов жителей, в 2005 г. их количество составило 20, в 2010 г. - ожидается 22. Россию можно считать высокоурбанизированной страной, поскольку 75% ее населения проживает в городах.

Формирование городской инфраструктуры не успевает в достаточной мере обеспечивать потребности населения, растущие вместе с его численностью. Урбанизация, имея ряд экономических и социальных преимуществ, существенно ухудшает условия жизни и деятельности большой части населения. В настоящее время экологически неблагоприятная обстановка наблюдается во всех городах России с населением свыше 1 млн., в 60% городов с населением от 500 тыс. до 1 млн и в 25% городов с населением от 250 до 500 тыс. чел. Функционирование мегаполисов требует расхода значительного количества природных и экономических ресурсов.

Существенная часть проблем, возникающих при развитии городов, решается путем своевременной реконструкции территорий, т.е. их преобразования в направлении улучшения условий для населения и повышения функциональности инфраструктуры. В Москве потребность в реконструкции имеется на 59% территорий. Реконструкция прямо или косвенно связана с множеством экономических, экологических и социальных процессов, которые необходимо учитывать при принятии соответствующих решений. Одними из наиболее важных в настоящее время факторов при выборе направлений реконструкции становятся здоровье и безопасность населения.

Основные проблемы развития современных городов и пути их решения путем реконструкции городских территорий рассмотрены в трудах ученых: Р.В. Горбанева, С.С. Бачуриной, Ю.М. Косого, А.В. Курбатовой, В.Н. Луканина, А.Л. Мининой, Е.И. Павловой, Н.П. Шепелева, М.С.Шумилова, Е.К. Яркого и др.

При реконструкции городских территорий большую роль играет планомерное освоение подземного пространства. Использование данного ресурса в городах имеет множество преимуществ. Оно обусловливает значительные возможности для сохранения поверхности и создания на ней благоприятных для окружающей среды объектов.

Существенный вклад в вопросы освоения подземного пространства городских территорий внесли исследователи С.Н. Власов, Г.Е. Голубев, А.Ф. Зильберборд, Б.А. Картозия, А.В. Корчак, Е.Ю. Куликова, М.М. Папернов, Е.В. Петренко, А.А. Сегединов, Б.И. Федунец, П.Ф. Швецов и др.

Вопросами эколого-экономической оценки хозяйственных решений и регулирования рационального использования подземного пространства занимались ученые: А.С. Астахов, К.Г. Гофман, А.Р. Калинин, М.С. Рудяк, В.А. Умнов, К.Н. Трубецкой, А.В. Харченко, В.А. Харченко, Е.В. Шибаев, М.А. Ястребинский и др.

В проведенных в данной сфере исследованиях детально рассмотрены вопросы эколого-экономической оценки ряда направлений хозяйственной деятельности, оценки природных ресурсов, методов управления природопользованием и др. Достаточно большое количество работ посвящено вопросам эколого-экономической оценки освоения подземного пространства.

Однако современные условия развития мегаполисов диктуют необходимость учета особенностей экономического, экологического и социального взаимовлияния используемого подземного пространства реконструируемых территорий и окружающей среды. В связи с этим существует проблема обоснования методологии эколого-экономической оценки и выбора рациональных вариантов использования подземного пространства реконструируемых городских территорий. Для достижения поставленной в работе цели решены следующие задачи:

анализ проблем реконструкции городских территорий и их решения путем освоения подземного пространства;

анализ особенностей использования подземного пространства реконструируемых территорий и влияния данных процессов на окружающую среду;

разработка методов обоснования целесообразности подземного размещения объектов инфраструктуры на реконструируемых городских территориях;

исследование факторов реконструкции территорий, влияющих на эффективность использования подземного пространства;

разработка методического подхода к оценке и принятию предпроектных решений по использованию подземного пространства реконструируемых городских территорий;

экономико-математическое моделирование эколого-экономической оценки вариантов проектных решений по использованию подземного пространства реконструируемых городских территорий;

формирование механизма эколого-экономической оценки и выбора вариантов использования подземного пространства реконструируемых городских территорий.

Для решения поставленных задач на начальном этапе было необходимо формирование концептуальных положений эколого-экономической оценки использования подземного пространства реконструируемых городских территорий. В концептуальных положениях существенное внимание уделено: роли использования подземного пространства при реконструкции городских территорий; преимуществам и недостаткам данного процесса; принципам эколого-экономической оценки использования подземного пространства реконструируемых территорий. Была сформирована структурная модель взаимовлияния используемого подземного пространства и городской среды, а также определен перечень основных принимаемых решений.

Под реконструкцией городских территорий в работе понималось их целенаправленное преобразование средствами градостроительства и архитектуры в целях формирования благоприятных условий для жизнедеятельности населения в соответствии с современными требованиями и достижениями научно-технического прогресса. В этой связи рациональное использование подземного пространства является неотъемлемым условием реконструкции территорий, обеспечивающим улучшение городской среды в условиях интенсивной урбанизации.

Основные преимущества использования подземного пространства при реконструкции городских территорий состоят в: повышении интенсификации использования инфраструктуры без увеличения нагрузки на городскую среду, возможности снижения разрастания города, размещении под землей неблагоприятных для окружающей среды городских объектов, повышении эффективности перемещений населения и ресурсов за счет разноуровневых развязок, снижении затрат на строительство за счет единовременного создания многоуровневых объектов, частичном улучшении состояния геологической среды (в частности, за счет укрепления грунтов) и др.

Наряду с преимуществами использования подземного пространства при реконструкции выявлен ряд недостатков, в частности: повышение объемов строительных работ и, как следствие, потребностей в ресурсах в период реконструкции; увеличение сроков реконструкции; дополнительное влияние процессов подземного и поверхностного строительства друг на друга и на окружающую среду.

В целях наиболее полного учета особенностей использования подземного пространства при формировании и принятии соответствующих решений предложены основные принципы эколого-экономической оценки и выбора вариантов использования подземного пространства реконструируемых территорий:

подземное пространство должно рассматриваться, наряду с поверхностью, как часть реконструируемой территории, соответственно, варианты реконструкции должны быть комплексными;

основная цель реконструкции должна рассматриваться как улучшение условий жизнедеятельности населения, что требует учета в достаточной мере роли эколого-социальных факторов;

интенсификация использования территорий в результате освоения подземного пространства не должна ухудшать состояние городской среды и снижать ценность территорий;

должен учитываться фактор сохранения культурно-исторического облика городских территорий.

Строительство и последующая эксплуатация объектов подземной инфраструктуры на реконструируемых территориях во многом зависят от существующих городских условий и, в свою очередь, оказывают существенное эколого-экономическое влияние на окружающую среду. Это происходит как на поверхности, так и в подземном пространстве и обусловлено разного рода процессами (транспортными, производственными, инженерного обеспечения и т.д.).

При сбалансированном взаимовлиянии подземного пространства и поверхности реконструируемой территории формируется единый природно-антропогенный комплекс, образованный людьми, антропогенными объектами, природными организмами и средой их обитания, в котором компоненты соединены между собой причинно-следственными связями, обменом веществ и распределением потока энергии.

В целях учета возможных последствий и результатов рассматриваемой деятельности разработана структурная модель взаимовлияний используемого при реконструкции городских территорий подземного пространства и окружающей среды. При этом сформированы пространственные уровни и направления взаимовлияния. В каждом из указанных направлений выявлены наиболее значимые составляющие (рис. 1.)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Схема структурной модели взаимовлияния подземного пространства реконструируемой территории и окружающей среды

В структурной модели уровни взаимовлияния, обозначенные соответствующими символами, включают: A - непосредственно подземный объект; B - реконструируемую территорию; C - район города; D - город в целом; E - пространственные системы более высокого уровня (регион, страна). Наиболее значимые направления взаимовлияния обозначены римскими цифрами: I - экологическое; II - экономическое; III - социальное; IV - функциональное; V - политико-административное.

Экологическое направление (I) включает воздействия: 1 - выделение вредных веществ; 2 - изъятие территорий и изменение ландшафта; 3 - энергетическое воздействие; 4 - изменение состояния недр; 5 - изменение климатических параметров.

Экономическое направление (II) имеет следующие составляющие: 6 - инвестирование процессов строительства; 7 - расходы, связанные с эксплуатацией объекта; 8 - реализация материальных благ, произведенных при строительстве и эксплуатации объекта; 9 - изменение стоимости имущества у различных субъектов вследствие создания подземного объекта.

Социальное направление взаимовлияния (III) включает: 10 - повышение уровня благосостояния населения при использовании создаваемых объектов; 11 - создание дополнительных возможностей трудоустройства; 12 - уплотнение населения; 13 - изменение временных затрат населения, связанных с перемещением при удовлетворении потребностей.

Функциональное направление (IV) содержит: 14 - временное или полное прекращение функционирования объектов на реконструируемой территории на период строительства или эксплуатации подземного сооружения; 15 - создание объектов, выполняющих новые функции; 16 - изменение транспортных потоков и связей.

Политико-административное направление взаимовлияния (V) в ряде случаев играет весьма заметную роль. В нем выделены: 17 - приоритеты развития города и государства (социальные, экономические, экологические и т.д.); 18 - уровень доверия властей к различным организациям, осуществляющим строительство и эксплуатацию подземных объектов; 19 - ответственность указанных организаций за свою деятельность; 20 - степень участия властей в процессах развития и реконструкции подземной инфраструктуры.

Перечисленные направления взаимовлияния на разных уровнях структурной иерархии имеют разную значимость. Факторный анализ позволил выявить наиболее («+») и наименее («-») значимые из них. Взаимовлияние в большей мере выражено на уровне подземного объекта и реконструируемой территории, однако процессы на других уровнях также необходимо принимать во внимание.

Из анализа рассмотренных направлений взаимовлияния следует, что использование подземного пространства в условиях реконструкции городских территорий требует более полного учета процессов, протекающих на поверхности в периоды строительства и эксплуатации создаваемых объектов инфраструктуры.

В этой связи эколого-экономическую оценку и принятие решений об использовании подземного пространства следует осуществлять в три основных этапа: предварительный, предпроектный и проектный. Основные варианты решений, принимаемых при эколого-экономической оценке использования подземного пространства, сгруппированные по этапам, включают: на предварительном этапе - определение целесообразности подземного размещения объектов конкретного вида городской инфраструктуры; на предпроектном - выбор вида, состава объектов, их размеров и расположения; на проектном этапе - уточнение планировочных решений, способов и технологий строительства, необходимости переноса действующих к моменту реконструкции подземных сооружений, выбор мероприятий по охране окружающей среды, безопасности и т.д.

Полная или частичная реконструкция территорий позволяет более рационально использовать городское пространство. В этой связи на начальном этапе оценки возникает необходимость определения целесообразности подземного размещения вновь создаваемых объектов городской инфраструктуры. Однако данный выбор должен осуществляться с учетом возможных экономических, экологических и социальных последствий принимаемых решений. В ходе исследований определено, что эколого-экономические последствия использования подземного пространства реконструируемых территорий на стадии принятия предварительных решений описываются достаточно большим количеством показателей, имеющих различные единицы измерения и значимость. В таких случаях необходимо применять методы свертывания информации. При этом принимаемые решения должны оцениваться с позиции их благоприятности для городской среды с учетом совокупности экономических, экологических и социальных факторов. В этой связи для оценки целесообразности использования подземного пространства реконструируемых территорий для размещения объектов инфраструктуры предложено применять функцию эколого-экономической желательности.

При использовании функции желательности натуральные величины показателей переводятся в единую безразмерную числовую шкалу с фиксированными границами. При этом каждому фактическому значению функции желательности придается конкретный качественный смысл, связанный с уровнем достижения поставленной цели. Величина функции желательности, равная 0, соответствует неприемлемому решению; значение функции желательности, равное 1, - полностью приемлемому решению. Для каждого из влияющих факторов существует некоторый диапазон максимальной желательности.

Для построения функций эколого-экономической желательности размещения объектов инфраструктуры в подземном пространстве реконструируемых территорий необходим учет факторов, влияющих на эколого-экономические последствия, возникающие в процессе строительства и эксплуатации подземных объектов. Данные факторы выявлены с использованием ранее рассмотренной структурной модели взаимовлияния подземного пространства реконструируемой территории с окружающей средой (рис. 1.). Они включают: численность населения города, удаленность территории от его центра, климатические условия, плотность населения, предполагаемую степень застроенности территории, глубину расположения объекта, интенсивность его использования, размер подземного объекта (объем), количество потребляемой энергии и количество выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ.

Определение величины влияния данных факторов на эколого-экономическую желательность размещения объектов инфраструктуры в подземном пространстве осуществлялось с использованием метода экспертных оценок. В качестве экспертов привлекались специалисты в сферах муниципального управления, строительства, инвестирования, природоохранной и общественной деятельности. С применением пакета программ Microsoft Excel проведен статистический анализ результатов экспертных оценок, на основе которого выявлены зависимости эколого-экономической желательности размещения объектов инфраструктуры в подземном пространстве от указанных влияющих факторов, характеризующихся количественными значениями. Коэффициент достоверности аппроксимации при этом составил от 0,85 до 0,99. Указанные зависимости, на примере факторов «численность населения» и «климатические условия», приведены на рис. 2.

Рис. 2. Зависимости эколого-экономической желательности подземного размещения объекта инфраструктуры от: а) размера города; б) климатических условий

Часть влияющих факторов, которые невозможно достоверно описать количественно, следует характеризовать качественными показателями. В их состав входят: горно-геологические условия, предполагаемый после реконструкции вид территории, занятость подземного пространства до реконструкции, вид размещаемого объекта инфраструктуры. Для данной группы факторов также были проведены экспертные оценки их влияния на эколого-экономическую желательность подземного размещения объектов инфраструктуры на реконструируемых городских территориях.

С использованием выявленных зависимостей, а также по результатам экспертных оценок влияющих факторов, характеризующихся качественными показателями, построены функции эколого-экономической желательности (d_i) использования подземного пространства реконструируемых городских территорий (табл. 1.).

Сведение предложенных частных функций эколого-экономической желательности подземного размещения объекта в обобщенную функцию осуществлялось путем их усреднения. Необходимо, чтобы значение обобщенной функции находилось в пределах от 0 до 1. Для этих целей предложено использовать среднегеометрическое значение желательности по отдельным факторам.

Для определения приемлемых значений функции желательности, получаемых с использованием ранее описанных функций, в работе предложено использовать шкалу Харрингтона, которая устанавливает наиболее общее соответствие между лингвистическими оценками желательности и ее числовыми интервалами d_i. При этом значения в интервале 1,00-0,80 оцениваются как «очень хорошо», 0,80-0,63 - «хорошо», 0,63-0,37 - «удовлетворительно», 0,37-0,20 - «плохо» и 0,20-0,00 - «очень плохо». Таким образом, следует считать целесообразным подземное размещение объекта инфраструктуры на реконструируемой территории при значении функций желательности более 0,37.

Таблица 1.

Функции эколого-экономической желательности подземного размещения объекта инфраструктуры реконструируемой территории

	Значения функций эколого-экономической желательности (di) подземного размещения объекта инфраструктуры в зависимости от различных значений влияющих факторов (xi)
Факторы, характеризуемые количественной шкалой
	1. Размер города, тыс. чел
x1	100	500	2500	7500	12500
d1	0,21	0,22	0,27	0,52	0,92
	2. Расположение относительно центра города, %
x2	0	20	40	100
d2	0,97	0,81	0,66	0,37
	3. Средняя минимальная температура, град
x3	-45	-25	-10	0
d3	0,82	0,59	0,63	0,76
	4. Плотность населения, тыс. чел/км2
x4	1	2	4	8	16
d4	0,11	0,20	0,35	0,60	0,87
	5. Предполагаемая степень застроенности территории, %
x5	20	40	60	80
d5	0,44	0,62	0,77	0,90
	6. Глубина расположения объекта, м
x6	5	10	20	40	80
d6	0,86	0,86	0,85	0,81	0,63
	7. Интенсивность использования объекта, млн. чел/год
x7	0,1	1	10	100
d7	0,99	0,99	0,98	0,83
	8. Объем объекта, тыс. куб.м.
x8	0,1	1	10	100
d8	0,83	0,84	0,87	0,77
	9. Среднее потребление энергии, Вт/кв.м.
x9	10	20	40	80	160
d9	0,76	0,78	0,82	0,87	0,91
	10. Количество выделяемых веществ, т/кв.м. в год
x10	0,001	0,01	0,1	1
d10	0,79	0,80	0,82	0,93
Факторы, характеризуемые качественной шкалой
	11. Горно-геологические условия
x11	простые (I)	средние (II)	сложные (III)
d11	0,93	0,76	0,62
	12. Предполагаемый вид территории
x12	администрат.- деловая	торгово-развлек.	жилая	рекреац.	промышл.
d12	0,66	0,71	0,52	0,89	0,42
	13. Занятость подземного пространства инфраструктурой
x13	слабая	средняя	высокая
d13	0,95	0,88	0,71
	14. Вид размещаемого объекта инфраструктуры
x14	паркинг	автомагист.	переход	обществен.	производств.
d14	0,82	0,56	0,61	0,37	0,59

Таким образом, последовательность действий по определении целесообразности подземного размещения объектов на реконструируемой территории включает: принятие принципиального решения о строительстве объекта инфраструктуры конкретного вида на данном участке реконструируемой территории, сбор исходных данных о реконструируемой территории и создаваемом объекте, определение значения эколого-экономической желательности для конкретных условий на основе предложенных частных функций, расчет обобщенного значения желательности, сопоставление ее со значениями шкалы Харрингтона и принятие окончательного решения о целесообразности подземного размещения объекта.

На основе результатов предварительного этапа формируется перечень объектов для размещения в подземном пространстве реконструируемой территории. Для каждого из объектов перед разработкой проектной документации необходимо принятие ряда принципиальных решений (состав, размеры, расположение и т.д.). Последствиями таких решений являются эффекты, возникающие в процессе использования ресурса. Они разделены на 4 группы: экономические, экологические, социальные и градостроительные. С позиции общегородских интересов эффекты имеют положительные и отрицательные составляющие.

С использованием ранее представленной структурной модели (рис. 1.) проведена систематизация факторов, влияющих на эколого-экономические эффекты от использования подземного пространства реконструируемых территорий, и выявлены наиболее значимые из них для осуществления оценки на предпроектной стадии. По происхождению они объединены в четыре группы: факторы местоположения, факторы градостроительства, факторы реконструкции и факторы использования подземного пространства.

Факторы местоположения формируются под влиянием естественных процессов, свойственных данной территории. Они включают: расположение рассматриваемого участка территории относительно центра города и других объектов, размеры участка, климат в данной местности, состояние ландшафта, геологические и гидрогеологические условия, преобладающие экосистемы, наличие природных ресурсов, охраняемые природные территории и объекты.

Факторы градостроительства сформировались в процессе предшествующего создания и функционирования инфраструктуры. Наиболее значимые из них: функциональное назначение территорий, их неоднородность, степень застройки, интенсивность их использования населением до реконструкции, антропогенные изменения поверхности и подземного пространства, состояние соседних участков территорий, наличие финансовых, трудовых и других экономических ресурсов, охраняемые культурно-исторические объекты, устоявшаяся инфраструктура и связи, степень износа существующей застройки, социальные условия, экономическая ценность территорий, нормативно-правовые и административные условия.

Факторы реконструкции свойственны процессам нового строительства и дальнейшей эксплуатации городской инфраструктуры в соответствии с назначением территории в дальнейшем. Они включают: степень реконструкции, планируемое функциональное назначение территорий, предполагаемое развитие инфраструктуры, ожидаемую плотность использования территории, состояние окружающей среды, создаваемые на поверхности условия и изменение ценности земли.

К факторам использования подземного пространства относятся: степень реконструкции подземного пространства, глубина расположения объектов, размеры объектов, воздействие подземных сооружений на окружающую среду, предполагаемый срок службы сооружений, интенсивность использования объектов населением, создаваемые в подземном пространстве условия.

Наиболее полным и достоверным источником данных на этапе предпроектной оценки использования подземного пространства реконструируемых территорий являются знания специалистов в этой области. Поэтому в качестве наилучшего метода для определения влияний выделенных факторов был принят метод экспертных оценок. В качестве экспертов привлекались специалисты в сфере городского строительства и использования подземного пространства.

Для удобства оценки и обработки полученных результатов указанные факторы измерялись качественными значениями. Оценка влияния конкретных значений факторов на эколого-экономические эффекты осуществлялась по пятибалльной шкале (оценка 1 характеризует наименьшее влияние на эффект, 5 - соответственно, наибольшее). Поскольку сами факторы непосредственно имеют разную значимость при формировании эколого-экономических эффектов от использования подземного пространства, данная оценка представлена в виде соответствующих коэффициентов значимости. С учетом описанных условий пример результатов оценки влияния факторов на экономический эффект от использования подземного пространства реконструируемых территорий приведен в табл. 2.

Эффективность использования подземного пространства в значительной мере определяется направлением реконструкции территории. Его следует рассматривать как отдельный фактор. В этой связи целесообразно учитывать влияние перечисленных четырех групп факторов отдельно для каждого из направлений реконструкции. Для определения значимости отдельных направлений реконструкции при оценке эффектов использовался метод экспертных оценок. Опытные специалисты оценивали влияние различных направлений реконструкции (жилого, рекреационного, торгово-развлекательного, делового и промышленного) на формирование экономического (Э_эк), экологического (Э_эл), социального (Э_сц) и градостроительного (Э_гр) эффектов с использованием 100-балльной шкалы. Путем усреднения данных оценок и приведения к долям единицы получены коэффициенты значимости (p_тер) направлений реконструкции для различных эффектов от использования подземного пространства (табл. 3.).

Таблица 2.

Оценка влияния факторов на экономический эффект от использования подземного пространства реконструируемых территорий

№ пп	Группа, фактор	Коэфф. значимости (p), доли ед.	Значение фактора (в качественном измерении)	Влияние фактора на эффект (w), баллы
1.	Факторы местоположения
1.1	Удаленность от центра города	0,64	окраина	3
			середина	4
			центр	5
1.2.	Размер участка	0,22	малый	1
			средний	2
			большой	3
…	…	…	…	…
2.	Факторы градостроительства
2.1.	Застроенность территории до реконструкции	0,52	низкая	2
			средняя	3
			высокая	3
2.2.	Интенсивность использования территории	0,41	слабая	3
			средняя	3
			сильная	4
…	…	…	…	…
3.	Факторы реконструкции
3.1.	Степень реконструкции территории	0,35	слабая	3
			средняя	4
			высокая	5
3.2.	Соответствие объекта назначению территории	0,49	не соответствует	2
			безразлично	3
			соответствует	4
…	…	…	…	…
4.	Факторы использования подземного пространства
4.1.	Степень реконструкции подземного пространства	0,43	слабая	3
			средняя	3
			сильная	4
4.2.	Глубина расположения объекта	0,52	заглубленное	3
			среднее	2
			глубокое	1
…	…	…	…	…

Таблица 3.

Коэффициенты значимости направлений реконструкции для различных эффектов от использования подземного пространства

Направления реконструкции территорий	Коэффициенты значимости (pтер) для соответствующих эффектов (Эj), доли ед.
	Ээк	Ээл	Эсц	Эгр
Жилое	0,15	0,24	0,34	0,21
Рекреационное	0,08	0,41	0,29	0,08
Торгово-развлекательное	0,26	0,16	0,24	0,36
Деловое	0,28	0,12	0,09	0,26
Промышленное	0,23	0,07	0,05	0,09

Исходя из изложенного показатель конкретного вида эколого-экономического эффекта от использования подземного пространства реконструируемых территорий определялся как сумма частных влияний факторов с учетом их значимости для данного вида эффекта и направления реконструкции территорий по формуле

, (1)

где Э_j - эколого-экономический эффект j-го вида от использования подземного пространства реконструируемой городской территории, баллы; j - индекс вида эффекта, j [экономический, экологический, социальный, градостроительный]; l - индекс влияющего фактора, l L; w_jl - показатель влияния l-го фактора на эффект j-го вида, баллы; p_jl - коэффициент значимости l-го фактора, влияющего на эффект j-го вида, доли ед; p_тер.j - весовой коэффициент влияния направления реконструкции на эффект j-го вида, доли ед.

Общий эколого-экономический эффект от использования подземного пространства реконструируемой территории на стадии оценки вариантов предпроектных решений следует определять как сумму отдельных видов эффектов (Э_j). C применением пакета программ Microsoft Excel произведена оценка вариантов предпроектных решений по использованию подземного пространства реконструируемых городских территорий. Она позволяет определить величину совокупного эффекта для всех возможных вариантов решений, видов территорий и условий реконструкции.

Путем суммирования оценок, с учетом отдельных влияющих факторов математическая модель позволяет получить итоговую оценку, по наибольшему (для разных вариантов) значению которой принимаются предпроектные решения.

С учетом реальных условий для г. Москвы и различных вариантов использования подземного пространства значения итоговой оценки могут принимать значения в диапазоне от 0,17 до 2,75 баллов. Экспертами определено, что минимальное значение оценки, при которой вариант предпроектного решения считается приемлемым, должно быть не ниже 0,9 баллов.

На основе уточненных с применением описанного подхода вариантов планировочных решений принимаются основные предпроектные положения. При разработке и принятии проекта используются детализированные исходные данные, позволяющие осуществить более точный выбор вариантов. Наилучшим методом оценки и выбора проектных решений в данном случае является экономико-математическое моделирование.

С учетом интересов участников процесса использования подземного пространства реконструируемых территорий сформирован перечень наиболее значимых показателей эколого-экономической оценки на проектной стадии. Он включает: доход предпринимателей от использования подземного пространства; затраты города и предпринимателей, связанные с рассматриваемыми процессами; ущербы окружающей среде; дополнительные доходы и издержки населения; изменение затрат города при выводе старых объектов и вводе новых и т.д.

Сформированный перечень показателей лег в основу разработки экономико-математической модели эколого-экономической оценки вариантов использования подземного пространства реконструируемых территорий (2). Целевая функция модели основана на максимизации эколого-экономической эффективности суммарных издержек, связанных со строительством подземного объекта. Влияющие на оценку факторы использования подземного пространства при реконструкции территорий учтены в коэффициентах значимости в соответствии с четырьмя ранее выявленными группами эффектов.

,(2)

где Э_ипп - эколого-экономическая эффективность использования подземного пространства реконструируемой территории, %/год; Д_ип - расчетный годовой доход предпринимателей от эксплуатации объекта, размещаемого в подземном пространстве, руб/год; З_ип.п - расчетные годовые затраты предпринимателей, связанные с эксплуатацией объекта, размещаемого в подземном пространстве, руб/год; з - коэффициент участия города в прибыли предприятий, использующих подземных объект, через систему налогообложения, доли ед.; З_ип.г - годовые затраты из городского бюджета, связанные с использованием подземного пространства, руб/год; - соответственно коэффициенты значимости экономического, экологического, социального и градостроительного эффектов от использования подземного пространства реконструируемой территории, доли ед.; У_экс - годовой ущерб окружающей среде в результате использования подземного пространства, определяемый как сумма ущербов от влияния создаваемого объекта на воздушную среду, водоемы, землю и недра, руб/год; О_тр - дополнительные доходы населения в связи с трудоустройством на создаваемом объекте инфраструктуры, руб/год; ДЗ_пот - экономия затрат населения на удовлетворение материальных потребностей при использовании созданных объектов инфраструктуры, руб/год; И_нас - дополнительные издержки населения, связанные со строительством и эксплуатацией подземного объекта, руб/год; ДЗ_инф - экономия затрат города от создания новых объектов инфраструктуры при реконструкции территорий, руб/год; t - индекс года, на который производится оценка, ; T_стр _ срок строительства объекта, лет; З_стр.t - затраты на строительство подземного объекта в t-м году, руб; З_рпп.t - затраты, связанные с реконструкцией подземного пространства в t-м году, руб; ДЗ_сов.t - экономия затрат за счет совмещения реконструкции подземного пространства с реконструкцией территорий в t-м году, руб; У_стр.t - ущерб окружающей среде от строительства объекта в t-м году, определяемый как сумма ущербов от влияния данных процессов на воздушную среду, водоемы, землю и недра, руб; З_нст.t - дополнительные затраты населения, связанные с воздействием на него и его собственность процессов строительства подземного объекта в t-м, руб; З_инф.t - дополнительные затраты города, связанные с ограниченной работой инфраструктуры при строительстве подземного объекта в t-м, руб; в_t - коэффициент приведения разновременных затрат (к первому году эксплуатации), доли ед.

В экономико-математической модели необходимо учитывать следующие объективные ограничения:

1) годовой эколого-экономический эффект города от использования подземного пространства реконструируемой территории должен быть положительный:

подземное пространство экологический экономический

;(3)

2) рентабельность деятельности предпринимателей при эксплуатации подземного объекта должна быть не ниже задаваемой нормативной величины (4).

, (4)

где R_н - задаваемое нормативное значение годовой рентабельности предпринимательской деятельности, %;

3) величины воздействий на окружающую среду за весь срок строительства и эксплуатации подземного объекта не должны превышать соответствующих нормативов:

, (5)

, (6)

где В_l - объем выбросов l-го вида загрязняющих веществ в атмосферный воздух при использовании подземного пространства, т/год; l - индекс вида загрязняющего вещества, выбрасываемого объектом в атмосферу, ; ПДВ_l - норматив предельно допустимых выбросов l-го вида загрязняющих веществ в атмосферный воздух, т/год; С_m - объем сбросов m-го вида загрязняющих веществ в водную среду при использовании подземного пространства, т/год; m - индекс вида загрязняющего вещества, сбрасываемого объектом в водную среду, ; ПДС_l - норматив предельно допустимых сбросов m-го вида загрязняющих веществ в водную среду, т/год;

4) количество земельных ресурсов, используемое при строительстве и эксплуатации объекта не должно превышать земельного отвода:

, (7)

где S_ст.t - количество земельных ресурсов, используемое при строительстве подземного объекта в период времени t, га; S_эк.t - количество земельных ресурсов, используемое при строительстве подземного объекта в период времени t, га; S_от.t - количество земельных ресурсов, отведенное для использования в период времени t, га;

5) строительство подземного объекта должно способствовать улучшению условий городской среды:

, (8)

где У^'_экc - годовой ущерб окружающей среде в результате использования аналогичного объекта инфраструктуры на поверхности, руб/год; r - ставка дисконтирования, %;

6) условия пребывания людей в подземном пространстве должны быть не хуже, чем на поверхности:

, (9)

где Н_n.min - максимально допустимое (нормативное) значение n-го фактора условий пребывания населения в подземном пространстве, ед.; n - индекс фактора условий пребывания людей в подземном пространстве, ; A_n - фактическое значение n-го фактора условий пребывания населения в подземном пространстве, ед.; Н_n.min - минимально допустимое (нормативное) значение n-го фактора условий пребывания населения в подземном пространстве, ед.

Представленная модель позволяет осуществлять эколого-экономическую оценку вариантов использования подземного пространства с учетом направлений реконструкции территорий и других влияющих факторов на стадии проектных решений.

Для того чтобы реализовать полный цикл последовательной оценки и выбора решений по использованию подземного пространства разработан соответствующий экономический механизм (рис. 3). Основные его этапы включают: анализ исходных условий (I); оценку и выбор объектов городской инфраструктуры, размещаемых в подземном пространстве (II); принятие предпроектных решений с учетом влияния реконструкции территорий на эколого-экономическую эффективность использования подземного пространства (III); оценку и выбор вариантов проектных решений по созданию подземных сооружений (IV).

В результате анализа исходных условий (I) обеспечивается информация о состоянии территории, подземного пространства и непосредственно планируемых решений по реконструкции. Важнейшими данными о состоянии территории при оценке являются ее функциональное назначение, интенсивность использования, существующие инфраструктурные связи и пр.

Рис. 3. Механизм эколого-экономической оценки и выбора вариантов использования подземного пространства реконструируемых городских территорий

Состояние подземного пространства характеризуется горно-геологическими условиями, степенью его занятости, условиями на поверхности и т.д. Информация непосредственно о реконструкции территорий включает направление, степень и продолжительность реконструкции, наличие охраняемых объектов и др.