Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические подходы к реконструкции городской застройки 9
1.1. Теоретическое обоснование концепции устойчивого развития городских территорий 9
1.2. Проблемы реконструкции территорий муниципальных образований 12
1.3. Системный подход к рассмотрению проектов реконструкции... 16
1.4. Нормативно-правовая база регулирования качества окружающей среды при реконструкции городской застройки 26
1.5. Проблема сохранения памятников архитектуры 36
Выводы по первой главе 41
Глава 2. Организационно-технологическое обеспечение системы экологического моьшторинга 44
2.1. Анализ системы экологического мониторинга территорий муниципальных образований и субъектов РФ 44
2.2. Разработка предложений по совершенствованию системы информационного обеспечения на основе экологического мониторинга 57
2.3. Технология экспериментальных исследований акустической обстановки территорий муниципальных образований 67
Выводы по второй главе 77
Глава 3. Информационно-аналитическое обеспечение процесса экологической реконструкции городской застройки . 78
3.1. Геоинформационное обеспечение организационно-технологических решений при реконструкции 78
3.2. Методика комплексной оценки окружающей среды 80
3.3. Классификация мероприятий по управлению экологическим риском 85
3.4. Разработка ИАС « Управление экологическим риском» 93
3.5. Информационно-аналитическое обеспечение охраны памятников архитектуры 96
Выводы по третьей главе 117
Глава 4. Методы выбора эффективного организационно-технологического решения при реконструкции городской застройки на основе данных мониторинга состояния экологической среды 119
4.1. Информационная модель управления экологическим риском при проведении реконструкции 119
4.2. Совершенствование методов организационно-технологического проектирования при реконструкции городской застройки 136
Выводы по четвёртой главе 139
Выводы по диссертации 140
Библиографический список 140
Приложения А 150
- Проблемы реконструкции территорий муниципальных образований
- Разработка предложений по совершенствованию системы информационного обеспечения на основе экологического мониторинга
- Методика комплексной оценки окружающей среды
- Совершенствование методов организационно-технологического проектирования при реконструкции городской застройки
Введение к работе
Актуальность темы. В связи с проводимыми в России преобразованиями в начале 21 века нам необходимо разрабатывать стратегические направления, основанные на концепции устойчивого развития в .области реконструкции городской застройки, при этом в организационно-технологических решениях нужно учитывать изменения в окружающей среде.
Основным средством снижения экологического риска на
реконструируемой территории является грамотное ведение
градостроительной политики с учетом выбора эффективных организационно-технологических решений, как при новом строительстве, так и при проведении реконструкции городской застройки. Выбор эффективного организационно-технологического решения позволяет смягчить последствия развития опасных экологических процессов, снизить антропогенные воздействия при реконструкции застройки.
Научные разработки являются важным фактором при планировании и организационно-технологическом обеспечении рациональной реконструкции городской застройки и использовании земель под реконструкцию.
Проводя мониторинг и анализ экологической среды, можно управлять опасными экологическими процессами, моделировать изменение экологической среды во времени, разрабатывать мероприятия по снижению рисков при проведении реконструкции городской застройки, осуществлять инженерную защиту территорий для обеспечения экологической безопасности объектов реконструкции, принимать эффективные управленческие решения при разработке и реализации инвестиционных проектов.
Целью работы является разработка эффективных организационно-технологических решений при реконструкции городской застройки на основе технологий ведения экологического мониторинга и его информационного обеспечения достоверной информацией об экологической ситуации территории, подлежащей реконструкции.
В соответствии с поставленной целью в диссертации решены следующие задачи:
Исследованы организационно-технологические подходы и способы реконструкции зданий, сооружений, городских территорий и требования к экологическому мониторингу состояния окружающей среды территории, реконструкции в соответствии со стандартами ИСО 14 000.
Выработаны методические принципы организационно-технологического обеспечения реконструкции городской застройки, базирующиеся на системных представлениях о состоянии окружающей среды, прогнозах её изменения и выборе комплекса мероприятий по управлению экологическим риском.
Разработаны классификация мероприятий по защите окружающей среды при реконструкции на основе результатов экологического мониторинга и методика зонирования экологического риска.
Предложены метод оценки уровня акустического загрязнения территории муниципальных образований и технология пространственного анализа уровня шумового загрязнения.
Развиты экологически ориентированные механизмы принятия организационно-технологических решений, обеспечивающие снижение негативной антропогенной нагрузки на компоненты окружающей среды.
Разработана информационная модель управления экологическим риском при реконструкции городской застройки.
Запроектирована система информационно-аналитического обеспечения мониторинга экологического риска на основе интеграции ГИС и СУБД.
Предмет исследования — комплекс организационно-технологических и организационно-экономических мероприятий, обеспечивающих проведение реконструкции сложившейся городской застройки с учетом экологического зонирования
Теоретические основы исследования — экспериментально-теоретические исследования организации, технологии ведения и информационного обеспечения реконструкции городской застройки на
основе системного анализа и прогноза антропогенных изменений окружающей среды для принятия эффективных управленческих решений на предпроектной стадии.
Экспериментальная база исследования. В работе использован комплекс натурных, численных, картографических, расчетно-аналптических и статистических методов получения, обработки и хранения данных мониторинга состояния окружающей среды.
Научная новизна результатов исследования заключается в следующем:
Разработана методика организационно-технологического обеспечения реконструкции городской застройки на основе системного анализа и прогноза состояния окружающей среды.
Предложена классификация экологического риска и методика его зонирования па территории, подлежащей реконструкции, классификация мероприятий по его снижению;
Разработана организационная структура обеспечения сохранности памятника архитектуры при проведении реконструкции городской застройки;
Составлена информационная модель управления экологическим риском при реконструкции городской застройки.
Автор защищает:
- систему организационно-технологического обеспечения
реконструкции городской застройки на базе экологического мониторинга
окружающей среды;
классификацию и технологию электронного картирования зон экологического риска на территории города Ростова-на-Дону;
способ выбора эффективного организационно-технологического решения для участка реконструкции с учётом данных экологического мониторинга;
информационную модель управления экологическим риском при проведении реконструкции сложившейся городской застройки;
- организационную структуру обеспечения сохранности памятников архитектуры и систему мониторинга технического состояния.
Достоверность полученных результатов исследований обеспечена использованием действующих государственных стандартов с применением прикладного профаммного обеспечения, геоинформационных систем, СУБД и САПР.
Практическая значимость полученных результатов:
Разработаны классификация экологического риска и методика его зонирования с использованием ГИС-технологий.
Предложена методика по совершенствованию организационной структуры органов местного самоуправления в целях ведения и информационного обеспечения реконструкции городской застройки данными экологического мониторинга.
Разработана информационная модель ведения экологического мониторинга при реконструкции городской застройки.
Выполнены экспериментальные исследования уровня шума на территории муниципального образования, построена электронная карта плотности акустического зафязнения, разработан комплекс мероприятий по снижению шумового воздействия при реконструкции городской застройки.
Выполнено экономическое обоснование выбора организационно-технологического решения при реконструкции городской застройки с учетом экологического зонирования территории.
Предложена организационная структура обеспечения сохранности памятников архитектуры с учётом воздействия антропогенных нафузок.
Апробация работы и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты исследования были представлены на научно-практических конференциях «Строительство 2004-2007» (Ростов-на-Дону, РГСУ), конференции Российской академии естественных наук «Экологическая безопасность городов юга России и рациональное природопользование», семинарах по проблемам организации и управления строительством в Ростовском государственном строительном университете.
Результаты исследований внедрены в министерстве территориального развития, архитектуры и градостроительства Ростовской области, департаменте жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Ростова-на-Дону, администрации Первомайского района Ростова-на-Дону, учебный процесс в Ростовском государственном строительном университете при чтении специальных курсов по специальности «Промышленное и гражданское строительство» и «Экспертиза и управление недвижимостью», а также в дипломном проектировании.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 10 опубликованных работах, из которых: 3 статьи в реферируемых ВАКом изданиях, 1 свидетельство о регистрации программного продукта на ЭВМ и 6 статей в сборниках международных и всероссийских конференций.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объем работы - 149 страниц машинописного текста, в том числе рисунков - 37, таблиц — 14, приложения - на 14 страницах, список литературы — из 121 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.
Проблемы реконструкции территорий муниципальных образований
Сегодня деятельность по реконструкции городской среды многогранна и включает в себя решение широкого круга вопросов инженерно-технического, экологического, природоохранного и социального характера, выполнение комплекса мероприятий по обеспечению санитарно-гигиенических требований, а также мероприятий по экологизации эксплуатируемых территорий на основе устойчивого развития [104].
Реконструкцию городской застройки можно определить как сложную систему управления развитием городской территории. Она охватывает теорию, проектную и строительную практику обновления и усовершенствования планировки, застройки и благоустройства сложившейся городской застройки.
Наблюдается большой интерес инвесторов к реконструкции городской застройки, однако объем инвестиций меньше существующих потребностей [53]. Высокая инвестиционная привлекательность проектов строительства зданий и других сооружений на свободных земельных участках приводит к закрепленшо практики ведения строительных и реконструкционных работ на отдельных зданиях, и, как следствие, к недостатку средств на проведение капитального ремонта и модернизации жилищного фонда, благоустройство территории, развитие инженерной и социальной инфраструктуры. Выборочное ведение работ по реконструкции зданий приводит к ухудшению архитектурно-пространственной выразительности городских застроек, уменьшению социально-психологического комфорта, снижению инвестиционной привлекательности проектов [2].
В городах обостряется дефицит свободных от застроек земельных участков, на которых можно вести новое строительство. Строительство нового жилья все больше становится связанным со сносом старых домов, и, как следствие, с необходимостью решения трудной проблемы переселения жителей. Вторжение новых форм в слолшвшуіося застройку происходит при столкновении множества противоречивых интересов участников процесса преобразования территории [48, 58, 80].
Особенно неблагоприятные условия складываются в жилых районах, расположенных вблизи промышленных зон, где дискомфортные условия, вызываемые чрезмерной плотностью жилой застройки, и, как следствие, отсутствием нормальной инсоляции и проветривания (аэрации) жилых помещений и территорий, усугубляются отрицательным воздействием расположенных рядом промышленных предприятий (шум, вибрации, загрязнение атмосферы вредными выбросами и др.).
Поэтому только комплексные проекты реконструкции локальных территорий позволяют решить поставленные проблемы. Проводя реконструкцию жилых кварталов исторических городов, необходимо ставить четыре цели: оздоровление зданий и жилой среды; социальное переустройство кварталов; перепланировка квартир и зданий с улучшением комфортности проживания и культурно-бытового обслуживания; реставрация или обновление внешнего облика исторических зданий; благоустройство внутриквартальных территорий [78, 121]. Реконструкция должна носить комплексный характер с учетом требований по перспективному развитию всего города, отдельного квартала и объекта и проводиться одновременно по нескольким программам, финансируемым из различных источников. Проблемы экологической безопасности городской застройки состоят из трех логически взаимосвязанных блоков: - комплексной экологической оценки территории; - подсистемы экологического мониторинга; - подсистемы принятия управленческих решений.
Структура и функции элементов системы экологической безопасности, их проблемы в кратком виде приводятся в таблице 1.1 [ 109, ПО, 111]. Важнейшим фактором эффективного функционирования каждого из блоков системы экологической безопасности является ее информационное обеспечение. Чтобы система экологической безопасности на основании экологического мониторинга надежно функционировала в информационном отношении и являлась инструментом для принятия эффективных организационно-технологических решений при реконструкции, необходимо: - усовершенствовать сбор информации об источниках загрязнения; - создать информационно-аналитические центры по сбору, обработке и анализу экологической информации в муниципальном образовании; - определить базовую географическую информационную систему (ГИС), которая будет использоваться при сборе, анализе и обработке экологической информации; - внести изменения в положения о специально уполномоченных органах в области охраны окружающей среды, обязывающие их систематизировать экологическую информацию и передавать в согласованном режиме и формате в информационно-аналитические центры.
Разработка предложений по совершенствованию системы информационного обеспечения на основе экологического мониторинга
Организационно-технологическое обеспечение реконструкции зависит от многих факторов, в том числе от информационной системы поддержки. При этом одной из основных целей экологического мониторинга, является обеспечение системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей: - оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека; - выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются; - создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб. Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором: 1. Обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем. 2. Создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются. В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры (рисунок 2.5): - выделение (определение) объекта наблюдения; - обследование выделенного объекта наблюдения; - составление информационной модели для объекта наблюдения; - планирование измерений; - оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели; - представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя; - прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения. Технологии единого экологического мониторинга (ЕЭМ) охватывают разработку и использование средств, систем и методов наблюдений, оценки и выработки рекомендаций и управляющего воздействия в природно-техногенной сфере, прогнозы ее эволюции, энергоэкологические и технологические характеристики производственной сферы, медико-биологические и санитарно-гигиенические условия существования человека и биоты. Комплексность экологических проблем, их многоаспектность, теснейшая связь с ключевыми отраслями экономики, обороны и обеспечением защиты здоровья и благополучия населения требует единого системного подхода к решению проблемы.
Построение измерительного комплекса систем ЕЭМ основывается на использовании точечного и интегрального методов измерений с помощью стационарных (стационарные посты наблюдения) и мобильных (автомобили-лаборатории и аэрокосмические средства) систем. Следует отметить, что аэрокосмические средства привлекают лишь при необходимости получения крупномасштабных интегральных показателей о состоянии окружающей среды.
Получение информации обеспечивается тремя группами приборов, измеряющими метеорологические характеристики (скорость и направление ветра, температуру, давление, влажность атмосферного воздуха и пр.), фоновые концентрации вредных веществ и концентрации загрязняющих веществ вблизи источников загрязнения окружающей среды. Использование в измерительном комплексе современных контролеров, решающих вопросы сбора информации с датчиков, первичной обработки и передачи информации потребителю с помощью модемной телефонной и радио связи или по компьютерным сетям, значительно повышает оперативность системы.
Одной из основных задач в этом направлении является создание единого информационного пространства, которое может быть сформировано на основе использования современных геоинформационных технологий. Интеграционный характер геоинформационных систем (ГИС) позволяет создать на их основе мощный инструмент для сбора, хранения, систематизации, анализа и представления информации.
ГИС имеют такие характеристики, которые с полным правом позволяют считать эту технологию основной для обработки и управления мониторинговой информацией. Средства ГИС намного превосходят возможности обычных картографических систем, хотя, естественно, включают в себя и все основные функции получения высококачественных карт и планов. В самой концепции ГИС заложены всесторонние возможности сбора, интеграции и анализа любых распределенных в пространстве или привязанных к конкретному месту данных. При необходимости визуализировать имеющуюся информацию в виде карты с графиками или диаграммами, создать, дополнить или видоизменить базу данных пространственных объектов, интегрировать ее с другими базами — единственно верным решением будет обращение к ГИС.
Методика комплексной оценки окружающей среды
Комплексная оценка окружающей среды территории городской агломерации проводится на основе анализа отдельных факторов окружающей среды [74, 101, 106].
Методика комплексной оценки состояния окружающей городской среды дает возможность на основании полученных результатов определить приоритетные проблемы улучшения окружающей среды для рассматриваемого объекта и наметить мероприятия по нейтрализации наиболее неблагоприятных факторов [106].
Информация о состоянии компонентов городской среды должна быть представлена количественными оценками концентрации вредных веществ, уровней шумового, магнитного и радиационного воздействий в соответствии с видами нормируемых параметров качества компонентов окружающей среды. Устранение разнохарактерности, несопоставимости результатов, выраженных в натуральных единицах (загрязнение воздушного и водного бассейнов и превышение ПДК; шум - в децибелах; электромагнитный фон — в в/м и т. п.), обеспечивается при расчете комплексных нагрузок на окружающую среду по укрупненным показателям. Для сопоставления таких разных компонентов окружающей среды можно использовать метод балльной оценки.
Экологическое зонирование может быть выполнено двумя методами: с использованием экспертных оценок, с применением ГИС-технологий путем последовательного наложения электронных карт по основным компонентам окружающей среды.
Рассмотрим по отдельности эти методы экологического зонирования на примере города Ростова-на-Дону.
При экологическом зонировании на основе экспертных оценок за основу были взяты эколого-геохимические исследования, выполненные под руководством доктора биологических наук В.В. Приваленко. На базе его исследований были оцифрованы карты эколого-геохимических исследований, проводимых СІ998 по 2002год, и «Карта экологической комфортности проживания на территории Ростова-на-Дону»
Концепция экологического риска Комплексная оценка загрязнения окружающей среды производилась по следующим факторам: загрязнение воздушного бассейна, степень загрязнения почв, пылевая нагрузка на территории города, степень шумового загрязнения. Каждому из этих факторов, в зависимости от степени загрязнения, было присвоено некоторое количество баллов. В результате сложения баллов получена количественная оценка состояния окружающей среды по суммарному воздействию факторов.
Под экологическим риском мы понимаем меру опасности, характеризующую вероятность возникновения возможных негативных последствий для человека и окружающей среды.
Для упрощения и удобства анализа территории инженерно-экологические зоны по комфортности проживания населения были отнесены к зонам по степени экологической опасности (экологическому риску) (рисунок 3.2).
Такое экологическое зонирование различных компонентов городской среды позволяет отразить систематизированную аналитическую информацию о качестве окружающей среды, состоянии природных ресурсов, тенденциях их изменений в виде, пригодном для пространственного анализа и принятия управленческих решений.
При экологическом зонировании с использованием ГИС-технологий на основе последовательного наложения электронных карт учитывают показатели загрязнения атмосферы, почвы, шумового, водных объектов. Пример возможного объединения таких показателей представлен в таблице 3.1. Предложенная классификация базируется на интегральном показателе загрязнения основных компонентов окружающей среды и выделении зон экологического риска (ЭР): - неопасная; I - малоопасная; Н - опасная; і—і - чрезвычайно опасная.
Совершенствование методов организационно-технологического проектирования при реконструкции городской застройки
В аспекте эксплуатации городской застройки ухудшение состояния окружающей среды вызывает необходимость реализации специфических компенсационных мероприятий, направленных на преодоление или смягчение негативных последствий загрязнения. Например, в опасных зонах экологического риска возникает необходимость в дополнительных затратах на сохранение и снижение экологического риска до допустимого нормативного уровня, что сопровождается ростом издержек освоения и эксплуатации городской застройки, а следовательно, в конечном итоге приводит к снижению их ценности (стоимости) территорий.
Издержки предупреждения воздействия загрязненной окружающей природно-антропогенной среды на объект недвижимости и компенсации последствий этих воздействий рассматриваются как «внешние» экономические издержки для его владельца, которые в практических расчетах определяются как экономический ущерб от загрязнения среды объекту недвижимости или потеря его стоимости. Анализ затрат на реализацию проектных решений Рациональное размещение объекта базируется на сравнении технико-экономических показателей рассматриваемых вариантов. Принимается то решение, которое при прочих равных условиях требует меньших затрат для обеспечения безопасности проживания. По данным Всемирного банка расходы на необходимые меры по защите окружающей среды составляют не более 3% общих затрат на проект. Существенно больших - до 10% затрат требуют те проекты, которые нуждаются во включении защитных мер после завершения их разработки. В неблагоприятных условиях доля затрат может возрасти на 20 % и более [59, 60, 91, П5].
Анализируя сметную стоимость строительства 10-этажного жилого дома в различных зонах экологического риска, установили, что стоимость природоохранных мероприятий в малоопасной зоне в среднем на 20-30% меньше, чем стоимость в чрезвычайно опасной зоне. Экономический ущерб можно определить методами валовых выбросов, концентраций [94]. Для оценки экономического ущерба при проведении реконструкции городской застройки рассмотрим примеры возведения жилых зданий в Ростове-на-Дону строительным концерном «ВАНТ» в 2006-2008годах . Рассмотрим принцип работы данной методики на примерах жилых домов, построенных ОАО «ВАНТ». Данные объекты расположены в разных зонах экологического риска, соответственно и значение экономического ущерба будет меняться. Расчет экономического ущерба и основные технико-экономические показатели сведены в таблицу 4.8.
В опасных зонах экологического риска возникает необходимость в дополнительных затратах на сохранение и снижения экологического риска до допустимого нормативного уровня, что сопровождается ростом издержек освоения и эксплуатации городской застройки, а следовательно, в конечном итоге приводит к снижению их ценности (стоимости) территорий. Анализируя полученные результаты установили, что при разработке проектов реконструкции городской застройки необходимо учитывать факторы наличия экономического ущерба при возведении в опасных зонах экологического риска, что приводит к снижению рыночной стоимости объектов недвижимости. В связи с этим необходимо принятие организационно-технологические решения по снижению риска на стадии организационно-технологического проектирования. Выводы по четвертой главе 1. В соответствии с разработанным автором методом выбора эффективного организационно-технологического решения построена информационная модель управления экологическим риском на прединвестиционной стадии реконструкции городской застройки. 2. На основе информационной модели управления экологическим риском предложен набор эффективных мероприятий по управлению экологическим риском. 3. Рассмотрены методы определения экономического ущерба от загрязнения окружающей среды. 4. Произведен расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферы для объектов недвижимости, размещенных в различных зонах экологического риска (методы «концентраций» и «валовых выбросов»). 5. Даны рекомендации по совершенствованию системы организационно-технологического проектирования с учетом факторов экологического риска
1. Учёт степени экологического риска на прединвестиционной стадии позволяет выбрать мероприятия по защите окружающей среды при разработке проекта реконструкции и нового строительства.
2. Разработанная классификация экологического риска и технология его картирования с использованием ГИС-технологий позволяют проводить мониторинг и выполнять прогноз развития неблагоприятных экологических процессов на территории муниципальных образований, выбрать эффективные организационные решения при реконструкции городской застройки.
3. Предложена экспериментальная технология ведения акустического мониторинга городской застройки. Построена электронная карта «Плотность шумового загрязнения Ростова-на-Дону» в среде Arc GIS.
4. Информационно-аналитическое обеспечение процесса управления экологическим риском представлено информационно-аналитической системой «Управление экологическим риском», базирующейся на использовании современных геоинформационных технологий и систем управления баз данных.
5. В соответствии с поставленной в диссертации целью, усовершенствована методика организационно-технологического обеспечения реконструкции в условиях сложившейся городской застройки с учетом приоритетности охраны окружающей среды и формирования экологически безопасной среды жизнедеятельности.
