К вопросу об эколого-экономической оценке способов использования подземного пространства подводными объектами города

Развитие процессов урбанизации, особенно во второй половине ХХ века, привели не только к росту количества городов, но и к появлению все большего количества мегаполисов в которых во все больших масштабах осуществляется использование подземного пространства.

В настоящее время в подземное пространство мегаполисов перемещаются не только транспортные потоки и коммуникации, но и объекты социальной, культурной сферы, обслуживающего производства, а также промышленного назначения.

В то же время расширение масштабов использования подземного пространства влечет за собой все большую потребность в развитии подземной инфраструктуры под многочисленными водными объектами, расположенными на территории мегаполисов.

Так, Санкт-Петербург, один из крупных мегаполисов России имеет на своей территории 64 реки, 48 каналов и ряд других искусственных и естественных водных объектов. Общая площадь водной глади города составляет 1/10 часть городской территории. Москва не является такой же водонасыщенной территорий в силу месторасположения, но на ее площади в границах 2011 года находится порядка 300 водных объектов общей площадью 927 кв.км.

Все линии метрополитена Москвы проходят под руслами основных рек и озер, что связано с кольцевой схемой развития города. Основные автомагистрали города, имеющие лучевую направленность, также пересекают водные глади различным способом, в том числе и тоннелях.

Использование подземного пространства под водными объектами влечет за собой не только к росту строительных и эксплуатационных затрат, связанных с повышенными требованиями к гидрозащите, но и к увеличению издержек связанных с ростом масштабов негативного воздействия на экосистему города. Кроме того, в период строительных работ под водными объектами неизбежны сбои и отклонения в процессах жизнедеятельности мегаполиса.

Поскольку процесс развития использования подземного пространства мегаполисов сопряжен с ростом количества сооружений, создающихся под различными водными объектами, что, в свою очередь, неизбежно влечет за собой увеличение производственно-экологических затрат и ущербов, обоснованность величины и структуры которых связана с необходимостью проведения соответствующих научных изысканий. Таким образом, разработка механизма эколого-экономического обоснования использования подземного пространства под водными объектами мегаполиса является актуальной научной задачей.

В результате проведенного анализа установлено, что на эффективность использования подземного пространства под водными объектами города существенное влияние оказывают такие составляющие процесса развития инфраструктуры урбанизированных территорий, как производственно-технологические, территориальные, экологические, экономические.

Для поиска рациональных вариантов использования подземного пространства под водными объектами города разработан новый методический подход, базирующийся, с одной стороны, на выявлении типов возможного влияния процесса освоения подземного пространства в этих условиях на водный объект и урбанизированные территории, а с другой - на установлении состава и значимости факторов, оказывающих количественное влияние на эффективность их создания.

В результате проведенных исследований установлено, что наиболее значимыми признаками, характеризующими отличительные особенности типовых вариантов использования подземного пространства под водными объектами, являются:

«а»  - характер воздействия на водный объект в период строительства;

«б» - характер воздействия водного объекта на город.

В соответствии с выбранным признаком «а» воздействия на водный объект в период строительства может быть рассмотрено три случая:

«а1» – без воздействия на водный объект при создании объекта под ним;

«а2» - временное отведение русла;

«а3»  - временное осушение водного объекта на период строительства.

Рассматриваемый признак «б» воздействия водного объекта на условия города может иметь два случая: «б1» - без воздействия водного объекта на город и «б2» - временное воздействие, оказываемое водным объектом на период строительства.

При наличии множества вариантов использования пространства под водными объектами было выбрано 3 основных типовых.

Вариант А – использование подземного пространства без воздействия на водный объект и городскую среду;

Вариант B – использование подземного пространства оказывает временного влияние на водный объект, который в свою очередь влияет на городскую среду.

Вариант C – использование подземного пространства оказывает влияние на водный объект, без влияние, последнего, на территория города.

Проведенными исследованиями установлено, что на эффективность типовых вариантов использования подземного пространства под водными объектами города оказывают влияние 6 групп факторов, таких как: горногеологические, состояния водного объекта, горностроительные, состояния наземной инфраструктуры, экологические, экономические.

Для установления степени значимости влияния установленных факторов на эффективность каждого из 3-х типовых вариантов использования подземного пространства под водными объектами города применен метод экспертных оценок.

Для использования приняты три группы значений оценок:

• 1    – отсутствие или очень незначительное влияние;

• 2    – малая степень влияния;

• 3    – существенное влияние фактора.

Представленные типовые варианты использования пространства под водными объектами в условия крупного горда и систематизация влияющих на их эффективность факторов приняты в качестве основы для проведения исследований, направленных на выявление зависимостей формирования производственно-эколого-экономических затрат и ущербов, позволяющих повысить обоснованность проведения сравнительных оценок при принятии решений по развитию городской инфраструктуры.

Для каждого типового варианта использования подземного пространства под водными объектами города установлены соответствующие зависимости формирования эколого-экономических затрат.

• 1.    Формирование затрат при типовом варианте «А» использования подземного пространства под водными объектами города.

• 2.    Формирование затрат на использования подземного пространства при типовом варианте «В» использования подземного пространства под водными объектами города.

• 3.    Формирование затрат при использовании подземного пространства под водными объектами города при типовом варианте «С».

В качестве критерия оценки вариантов использования подземного пространства под водными объектами города предложено принять показатель эколого-экономической эффективности развития для города этой сферы хозяйственной деятельности.

Исходя из вышеизложенного, для оценки вариантов использования подземного пространства под водными объектами города разработана экономико-математическая модель. В качестве целевой функции модели принята максимизация соотношения суммарной величины доходов и эффектов для города к сумме производственно-экологических затрат и ущербов, формирующихся в этой сфере хозяйственной деятельности.

В качестве ограничений модели принято.

• 1.    Условие обеспечения потребностей города в оказании услуг (работ) создаваемых на объектах, размещенных в подземном пространстве под водными объектами.

• 2.    Условие достаточности средств для реализации рассматриваемых вариантов использования подземного пространства под водными объектами.

• 3.    Условие предпочтительности использования подземного пространства под водными объектами в развитии инфраструктуры города

• 4.    Условие соблюдения экологических нормативов при использовании подземного пространства под водными объектами.

Поскольку исходные условия, принятые в экономикоматематической модели, с течением времени могут меняться, то необходимо последовательно производить уточнение и корректирование решений по использованию подземного пространства под водными объектами города.

В соответствии с вышеизложенным разработан экологоэкономический механизм оценки вариантов использования подземного пространства под водными объектами города.

Работа механизма предусматривает выполнение следующих действий:

• 1.    Выполнение анализа потребности в использовании подземного пространства под водным объектом города.

• 2.    Проведение оценки технических, технологических, экономических возможностей для создания сооружения в подземном пространстве под водным объектом города.

• 3.    Формирование вариантов использования подземного пространства под водным объектом города.

• 4.   Проверка вариантов использования подземного пространства

• 5.   Выполнение оценки эколого-экономической эффективности

• 6.    Выбор рационального варианта использования подземного пространства под водными объектами города.

• 7.    Реализацию выбранного варианта использования подземного пространства под водными объектами города.

под водными объектами города на соответствие принятым ограничениям.

вариантов с использование экономико-математической модели.

использование подземного пространства города, экологоэкономическая оценка, водные объекты use of underground city space, ecological and economic assessment of water bodies