Эколого-экономическое обоснование использования подземного пространства для развития городской транспортной инфраструктуры

Краткое описание

ВВЕДЕНИЕ... 5

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ

ПРОБЛЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ РАЗВИТИЯ ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ... 11

1.1. Проблемы развития транспорта больших городов... 11

1.2. Опыт использования городского подземного пространства

для размещения транспортных объектов... 34

1.3. Анализ исследований в сфере эколого-экономической

оценки и регулирования использования подземного пространства для развития городской транспортной

инфраструктуры... 64

Выводы... 86

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ РАЗВИТИЯ ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ... 88

2.1. Место и роль подземной транспортной инфраструктуры в

инфраструктуре большого города... 88

2.2. Принципы, подходы и методы эколого-экономической

оценки и регулирования использования подземного пространства для развития городской транспортной

инфраструктуры... 100

Выводы... 113

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ

ТРАНСПОРТНЫХ ОБЪЕКТОВ... 115

3.1. Анализ и систематизация факторов... 115

3.2. Показатели эколого-экономической эффективности

городских подземных транспортных объектов и методы их

определения... 131

Выводы... 144

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ РАЗВИТИЯ ГОРОДСКОЙ

ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ... 145

4.1. Формирование вариантов использования подземного пространства для развития городской транспортной

инфраструктуры... 145

# 4.2. Выбор между подземным и поверхностным размещением

объектов транспортной инфраструктуры... 152

4.3. Определение ценности подземного пространства при его

использовании для размещения транспортных объектов ... 156

4.4. Экономико-математическое моделирование эколого-экономической оценки вариантов проектных решений городских подземных транспортных объектов... 161

Выводы... 170

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ

РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ И РЕГУЛИРОВАНИЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ РАЗВИТИЯ ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ т ИНФРАСТРУКТУРЫ... 172

5.1. Алгоритм эколого-экономической оценки и регулирования

использования подземного пространства для развития городской транспортной инфраструктуры... 172

5.2. Рекомендации по эколого-экономической оценке

использования подземного пространства для развития транспортной инфраструктуры г. Москвы... 175

5.3. Реализация результатов исследований при оценке проекта

линии мини-метро от станции киевская до московского

международного делового центра «Москва-Сити»... 189

Выводы... 200

ЗАКЛЮЧЕНИЕ... 202

ИСТОЧНИКИ... 204
Введение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В развитии современного общества немалую роль играет урбанизация, обусловленная необходимостью концентрации трудового потенциала, материальных и финансовых ресурсов, информации, культурных и других ценностей. Однако крупнейшей проблемой растущих городов является недостаток свободных территорий, необходимых для строительства новых объектов. В этой связи возникает необходимость интенсивного освоения городского подземного пространства. Особенно это важно для развития транспортной инфраструктуры, которая пока не позволяет в должной мере удовлетворить растущие потребности населения. Сложности в работе транспорта крупных городов являются причиной множества негативных экономических, экологических и социальных последствий.

Освоение подземного пространства в транспортных целях в нашей стране и в мире все более активно влияет на формирование среды обитания на высокоурбанизированных территориях. Вместе с тем подземное размещение городских транспортных объектов обладает специфическими особенностями, среди которых: более высокие капитальные затраты, длительные сроки использования подземных сооружений, особые формы воздействия на окружающую среду и др.

Накопленные человечеством знания в сфере оценки и принятия хозяйственных решений в рассматриваемой области не в полной мере учитывают совокупность экономических, экологических и социальных особенностей подземного размещения городских транспортных объектов. Интенсивное освоение городского подземного пространства без качественной и объективной эколого-экономической оценки может привести к возникновению подземных и поверхностных чрезвычайных

ситуаций, загрязнению подземных вод и другим негативным последствиям.

Таким образом, проблема эколого-экономического обоснования использования подземного пространства для развития городской транспортной инфраструктуры как условия формирования благоприятной среды обитания на урбанизированных территориях является актуальной в научном и практическом аспектах.

Цель исследования заключается в разработке методологических основ эколого-экономической оценки и регулирования освоения подземного пространства для развития городской транспортной инфраструктуры, позволяющих совершенствовать механизм управления природопользованием на высокоурбанизированных территориях.

Идея работы состоит в комплексном учете экономических, экологических и социальных взаимовлияний между системами городского недро- и землепользования и размещаемой в подземном пространстве городской транспортной инфраструктурой.

Объектом исследования является городское подземное пространство как один из видов природных ресурсов, используемый для размещения объектов городской транспортной инфраструктуры.

Предмет исследования - экономические, экологические и социальные процессы, возникающие при использовании подземного пространства для развития городской транспортной инфраструктуры.

Методы исследований включают научное обобщение, системный анализ, факторный анализ, морфологический анализ, экспертные оценки, статистическое и экономико-математическое моделирование.

Научные положения, разработанные лично автором:

1. Методологические основы оценки рационального природопользования при развитии системы городской транспортной инфраструктуры, размещаемой в подземном пространстве, должны

учитывать выявленные взаимосвязи и взаимовлияния разнородных факторов, действующих как внутри этой системы, так и вне ее в соответствии с предложенной структурированной моделью.

2. Обоснование целесообразности размещения объекта городской транспортной инфраструктуры в подземном пространстве следует осуществлять путем его сопоставления с наземным посредством использования предложенного показателя сравнительной эколого-экономической эффективности, определяемого в зависимости от условий городской среды.

3. Ценность участков подземного пространства, используемых для развития городской транспортной инфраструктуры, необходимо определять с применением предложенного методического подхода, основанного на выявлении предельных затрат на развитие единицы транспортных услуг, исходя из доступных средств города, путем ранжирования потенциальных для финансирования объектов по их индивидуальным затратам.

4. Оценку вариантов проектных решений использования подземного пространства для размещения городских транспортных объектов целесообразно производить с использованием разработанной экономико-математической модели, целевой функцией которой является минимум затрат на создание единицы городской подземной транспортной инфраструктуры, при учете ограничений по достаточности средств, окупаемости инвестиций, воздействию на окружающую среду и безопасности использования объекта.

5. Последовательность действий при эколого-экономической оценке и регулировании освоения подземного пространства для развития городской транспортной инфраструктуры должна осуществляться согласно предложенному алгоритму, включающему поэтапное формирование вариантов рационального использования данного вида ресурсов на базе

разработанной многоступенчатой морфологической схемы, сравнение подземного размещения объекта с поверхностным, сопоставление транспортного вида использования подземного участка с другими на основе определения его ценности и выбор проектных решений. Научная новизна исследований:

1. Разработана структурированная модель, учитывающая взаимосвязи использования подземного пространства для развития городской транспортной инфраструктуры с ее внешней средой, учитывающая основные экономические, экологические, социальные и градостроительные факторы, обусловленные спецификой подземного размещения транспортного объекта.

2. Обоснован метод сравнительной оценки подземного размещения транспортного объекта с поверхностным, учитывающий функциональные зависимости эколого-экономической эффективности использования подземного пространства в транспортных целях от конкретных условий городской среды.

3. Разработан критерий ценности участка подземного пространства, используемого для размещения объектов городской транспортной инфраструктуры, который определяется исходя из предельных затрат города на развитие единицы транспортных услуг, индивидуальных затрат на создание конкретного объекта и количества вовлекаемого подземного пространства.

4. Обоснован метод эколого-экономической оценки проектных решений по освоению городского подземного пространства для размещения транспортных объектов, базирующийся на минимизации затрат на создание единицы городской подземной транспортной инфраструктуры, с учетом объективных ограничений по достаточности средств, окупаемости инвестиций, воздействию на окружающую среду и безопасности использования объекта.

8

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

результатами обобщения и анализа представительного объема статистических данных;

корректным применением современных научных методов;

высокой сходимостью расчетных показателей с фактическими;

использованием результатов исследований при развитии подземной транспортной инфраструктуры г. Москвы.

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей влияния условий городской среды на эколого-экономическую эффективность использования подземного пространства для развития системы транспортной инфраструктуры, позволяющих совершенствовать методы управления природопользованием на высокоурбанизированных территориях.

Практическое значение работы заключается в возможности принимать обоснованные решения в сфере рационального использования подземного пространства для размещения объектов городской транспортной инфраструктуры с использованием разработанной методологии.

Реализация выводов и рекомендаций. Реализация результатов исследований проводилась при проектировании и строительстве линии мини-метро от станции Киевская до московского международного делового центра «Москва-Сити» и других подземных транспортных объектов г. Москвы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2004, 2005); заседаниях кафедр «Экономика природопользования» и «Безопасность жизнедеятельности и гражданская оборона» МГГУ; техническом совете компании «Объединение «ИНГЕОКОМ».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, в том числе 2 монографии.

Автор благодарит коллектив кафедры «Экономика

природопользования» Московского государственного горного университета за поддержку, оказанную при выполнении работы. Неоценимой является помощь зав. кафедрой ЭП проф., д.т.н. В.А. Харченко и зав. кафедрой БЖГО проф., д.э.н. В.А. Умнова.

10

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ РАЗВИТИЯ

ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

1.1. Проблемы развития транспорта больших городов

Транспорт является важнейшим элементом городской инфраструктуры и обеспечивает взаимосвязь всех остальных систем. В то же время он является одним из источников наиболее сильного воздействия на окружающую среду, его объекты занимают значительные территории. Для дальнейшей оценки возможностей подземного размещения транспортной инфраструктуры больших городов необходим анализ ее современного состояния.

Городом называют крупный населенный пункт, жители которого заняты главным образом в промышленности и торговле, сфере обслуживания, управления, науки, культуры и других сферах, требующих концентрации людей и ресурсов. В российских городах проживает 73 % населения страны, каждый шестой россиянин живет в городе-миллионере, число которых достигло 14. Города играют значительную роль в экономической, политической, общественной жизни всего человечества и каждой страны в отдельности. В них сконцентрирован основной экономический, научный и культурный потенциал общества [28, 95, 125, 183].

Наиболее значимые проблемы крупных городов возникают в экономической, экологической, социальной и других сферах. Экономические проблемы городов заключаются в возникающем в ряде случаев недостатке отдельных видов ресурсов (материальных, финансовых, трудовых и др.). Экологические проблемы, это: дефицит территорий, загрязнение атмосферы, загрязнение водных ресурсов, нарушение недр и земной поверхности, изменение климата. Социальные проблемы включают: большую концентрацию людей и антропогенных факторов; высокие материальные затраты на жизненные потребности; увеличение бедной и криминальной

И

социальных слоев населения; расход значительного времени и средств на транспорт; большое количество потенциальных опасностей; высокая нагрузка на психику; дефицит рекреационных ресурсов; ухудшение здоровья населения, снижение продолжительности жизни и др. [60, 95, 183].

Отдельного рассмотрения требуют экологические проблемы крупных городов, в частности, вызванные работой транспорта.

Экологически неблагоприятная обстановка наблюдается во всех городах с населением свыше 1 млн. чел, в 60 % городов с населением от 500 тыс. до 1 млн. и в 25 % городов с населением от 250 до 500 тыс. чел. По существующим оценкам, около 1,2 млн. человек в городах России живут в условиях резко выраженного экологического дискомфорта и около 50 % городского населения России - в условиях шумового загрязнения [183].

Основной загрязнитель городского воздуха - пыль. Атмосфера городов имеет концентрацию пыли примерно в 150 раз более высокую, чем воздух над океаном, и в 15 раз большую, чем воздух в сельской местности.

В крупных городах растет дифференциация районов по загрязнению атмосферного воздуха. В промышленных и центральных районах концентрации загрязняющих веществ значительно больше, чем в периферийных. Увеличение размеров города увеличивает долю мобильных источников (в основном автотранспорта) в общем загрязнении атмосферы. В целом выбросы автотранспорта значительно более токсичны, чем выбросы от стационарных источников. В Москве на долю автотранспорта приходится до 90 % всех выбросов в атмосферу (более 2 млн. т. в год) [128].

Значительным фактором, ухудшающим жизненную среду большого города, является шум. В условиях производства он вызывается работой технологического оборудования и транспортных средств. На улицах города шум порождается городским транспортом и уличной толпой. В городах на долю транспорта, и в первую очередь автомобильного, приходится подавляющая (до 70-90 %) часть шумового загрязнения [60, 183].

12

• Предельная норма шума составляет 60 дБ. В среднем для города

нормальным уровнем шума днем считается 55 дБ. На шумовой режим жилой среды оказывают влияние также промышленные и коммунальные объекты. Уровни шума этих объектов обычно ниже транспортных, но физические характеристики производственных шумов (тотальный, ударный, импульсный и т.д.) создают неблагоприятные условия для проживания.

Крупные города весьма подвержены электромагнитному загрязнению, которое возникает вблизи линий электропередач, стационарных и мобильных средств связи, промышленных объектов. Излучения ухудшают работу клеточных и молекулярных биологических структур, под их влиянием может развиться даже катаракта хрусталика глаза. Городская среда перенасыщена самыми разными источниками магнитного загрязнения [183].

Наиболее подробную классификацию городских транспортных объектов приводит Горбанев Р.В. [26]. В источнике городской транспорт разделяется по общему назначению на пассажирский и грузовой.

Пассажирский транспорт в зависимости от вместимости транспортных средств подразделяется на: массовый (вместимостью более 5 чел.) и индивидуальный (до 5 чел.).

Массовый транспорт представлен метрополитеном, городскими железными дорогами, трамваем, автобусом, троллейбусом и т. п. Он выполняет основную часть перевозок. В зависимости от провозной способности и скорости сообщения, автор [26] предлагает массовый пассажирский транспорт разделить на семь групп. К первой группе относятся обычные уличные виды транспорта, имеющие малую провозную способность: автобус, троллейбус, трамвай. Вторую группу образуют экспрессные виды транспорта, обладающие малой провозной способностью: автобус-экспресс, трамвай с ускоренным движением. Третью группу составляют скоростные виды транспорта, имеющие малую провозную способность: скоростной автобус. К четвертой группе относят скоростные *' виды транспорта, обеспечивающие высокие скорости сообщения 45-50 км/ч

13

и обладающие средней провозной способностью до 30 тыс. пассажиров: автобус на самостоятельном пути, скоростной трамвай, монорельсовые дороги, легкий рельсовый транспорт. Пятая группа включает внеуличные скоростные виды транспорта, обеспечивающие высокие скорости сообщения до 40-45 км/ч и обладающие высокой провозной способностью в пределах 40-60 тыс. пассажиров: метрополитен, городские железные дороги. Шестая группа включает сверхскоростные виды транспорта, обеспечивающие скорости сообщения выше 50 км/ч с различной провозной способностью. Седьмая группа включает специальные виды транспорта: канатные дороги, фуникулеры, эскалаторы, движущиеся тротуары, кабинные виды транспорта, малогабаритные монорельсовые дороги.

Средства индивидуального пассажирского транспорта включают: легковые автомобили, мотоциклы и мотороллеры. Парк легковых автомобилей городов России включает: пассажирские таксомоторы; легковые автомобили личного пользования; легковые автомобили, обслуживающие учреждения (ведомственные). Легковой автомобильный транспорт, с одной стороны, имеет неоспоримое преимущество перед массовым, предоставляя значительные удобства, так как поездка осуществляется в условиях большего комфорта по заданному направлению. Он обладает высокими скоростями сообщения: до 30 км/ч на обычной уличной сети и до 60 км/ч на скоростных дорогах и магистральных улицах с непрерывным движением. Однако легковой автомобильный транспорт обладает самой низкой провозной способностью, занимает значительную территорию при движении и на стоянках, служит основным источником воздействия на окружающую среду.

В зависимости от организации движения городской пассажирский транспорт может быть маршрутизированный, следующий по заданному маршруту с фиксированными остановками, или осуществляющий перевозки по принципу «от двери до двери» (транспортные средства личного пользования, легковые такси, ведомственные автомобили).

14

По характеру путевых устройств городской пассажирский транспорт бывает рельсовый (метрополитен, городские железные дороги, трамвай) и безрельсовый (автобус, троллейбус, легковые автомобили).

В зависимости от расположения линий относительно городской территории транспорт бывает: уличный, движение которого осуществляется по городским улицам (автобус, троллейбус, маршрутные такси, легковые автомобили), и внеуличный, движение которого осуществляется под землей, на эстакадах и на специально выделенных территориях (метрополитен, городские железные дороги, скоростной трамвай, скоростной автобус при движении по самостоятельному пути, водные виды транспорта).

В зависимости от скорости перевозки пассажиров транспорт подразделяют на: сверхскоростной, скоростной, экспрессный и обычный.

Различные виды городского пассажирского транспорта характеризуются также вместимостью подвижного состава, пропускной способностью линий транспорта, провозной способностью подвижного состава, скоростью сообщения, стоимостью строительства и эксплуатации [26].

Косой Ю.М. [49] предлагает следующую классификацию городского транспорта (табл. 1.)

Таблица 1 Виды городского транспорта (по Косому Ю.М.)

Признак Виды

Общее назначение Специализированный, пассажирский, грузовой

Форма собственности Государственный, муниципальный, коллективно-частный, индивидуально-частный

Форма потребления услуги Общественный, массовый

Принцип ориентации движения Маршрутизированный, ^маршрутизированный

Вместимость пассажирского салона Более 8-10 человек, менее 8-10 человек

Наличие прямой связи с внешним Глубокие городские вводы магистралей, внутригородские участки пригородных путей

15

транспортом Сообщения, внутригородские участки путей необщего сообщения, «чисто» городской транспорт

Размещение относительно улицы и поверхности земли Уличный; внеуличный (надземный, наземный, подземный)

Вид тяги Автомоторная, электрическая, другие виды

Характер путевых устройств Безрельсовые, в т.ч. канализированные; рельсовые; на специальных сооружениях, «внедорожники»

Конструкция подвижного состава Автомобиль, автобус, троллейбус, мото- и велотранспорт; трамвай, метро, легкий рельсовый транспорт; монорельсовый, кабинный, кресельный, гидо- и пневмопроводы; экипажи на подвешивании

Особые условия эксплуатации Скоростной режим, степень комфорта, другие условия

Организационно-экономические особенности Наличие и формы оплаты услуг, наличие пересадочного права, другие особенности

Городские пути сообщения разделяют на две группы: внеуличные пути и улично-дорожная сеть. Внеуличные пути сообщения по своему типу разделяются на наземные, подземные, надземные и водные [26].

Отдельными категориями объектов городской транспортной инфраструктуры, требующими рассмотрения в работе являются пешеходные переходы и автостоянки.

Организация пешеходного движения с обеспечением его безопасности решается в комплексе проектирования улично-дорожной сети: отдельных улиц и площадей, специальных пешеходных путей и особенно пересечения пешеходных и транспортных путей. Площади и перекрестки городских улиц в отношении обеспечения безопасности движения - наиболее сложные участки, так как здесь пересекаются пути движения наибольшего количества транспортных средств и пешеходов. Здесь возникает наибольшее число конфликтных ситуаций и дорожно-транспортных происшествий [26].

Пешеходные переходы по уровням делятся на: надземные - с пропуском пешеходов над путями движения транспорта по искусственному сооружению; подземные - с пропуском пешеходов в тоннеле под путями

16

движения транспорта; наземные - с пропуском пешеходов по поверхности земли, а транспортных потоков над или под уровнем поверхности земли.

Городские гаражи и автостоянки отличаются по ряду признаков: характеру и продолжительности хранения машин (постоянное или временное); количеству ярусов (одноярусные или многоярусные); средствам перемещения автомобилей по вертикали (рамповые, лифтовые); архитектурно-планировочному решению (отдельно стоящие и встроенные). В зависимости от средней или расчетной продолжительности хранения автомобилей бывают стоянки: кратковременного хранения (от 5 мин до 1 ч), временного хранения (от 1 ч до 8-12 ч), постоянного хранения (круглосуточное), сезонного хранения [23, 25].

Отдельного рассмотрения требуют также пути линии метрополитена. Они бывают надземные, наземные и подземные. Последние подразделяются на линии мелкого заложения (10-12 м от поверхности земли) и глубокого заложения (25 м и более от поверхности земли). Наиболее протяженными на существующих линиях метрополитена являются подземные линии [26].

Транспортные сети современного города часто сравнивают с кровеносной системой живого организма. Современные крупные и крупнейшие города не могут нормально жить и развиваться без разветвленной и достаточно мощной коммуникационной сети улиц и дорог, без внутригородского массового транспорта. Решение проблем городского движения связано с необходимостью опережающего развития общественного транспорта [25].

Пассажирооборот на российском лицензированном транспорте оценивается в 1999 г. в 500 млрд. пасс.-км, а с учетом перевозок личным транспортом - вдвое больше. Грузооборот достиг 3440 млрд. т-км. По сравнению с 1998 г. перевозки пассажиров возросли на 0,5 %, а перевозки грузов - на 4,0 % [31].

Распределение городов Российской Федерации автор [134] проводит по наличию видов городского пассажирского транспорта в 2001г. (табл. 2.)

17

Список литературы