Исследование закономерностей и методов совершенствования инженерной устойчивости природно-технических систем в развитии санкт-петербургской агломерации

Широкое распространение в работе на акватории имели и различные специально созданные модели, как физические, так и математические модели. К таковым прежде всего относится Большая гидравлическая модель во ВНИИГе им. Б.Е. Веденеева (фото2). Самым же значительным достижением является теоретическое обоснование и разработка математической модели «CARDINAL». Эта программа задумывалась соиска телем вместе с К.А.Клеванным для решения широкого круга гидродинамических и гидроэкологических задач. Она должна была выполнять расчёты течений, уровней и концентраций загрязняющих веществ в любом водном объекте: реке, море, озере, водохранилище или их частях; помогать в предсказании наводнений (схема 11).

«CARDINAL» был задуман как простой и удобный инструмент для работы инженера, научного сотрудника, преподавателя, менеджера, работника природоохранных органов. К настоящему времени эта программа используется уже во многих организациях, в том числе и нидерландской фирмой Дельфт Гидроликс.

В этой же главе содержится достаточно подробный анализ роли геоэкологических индикаторов, индексов и рисков экологического состояния и устойчивого развития. Цель геоэкологических индикаторов – сообщать в

СХЕМА 11

ПРИМЕР РАБОТЫ С МОДЕЛЬЮ «CARDINAL» В ХОДЕ ПРЕДСКАЗАНИЯ И НАБЛЮДЕНИЯ

ЗА НАВОДНЕНИЕМ 9 ЯНВАРЯ 2005 ГОДА

понятной для неспециалиста (например, политика или лица, принимающего решение) форме о состоянии окружающей среды и его изменениях (в том числе антропогенных) таким образом, чтобы обнаружить возникающие проблемы и оценить эффективность осуществление стратегии, направленной на решение данной проблемы. Это обстоятельство настоятельно требует пересмотра, а в некоторых случаях отказа от старых подходов и методик оценок компанентов урбанизировапнных экосистем, разработки новых методов оценки геоэкологического состояния и качества урбанизируемых территорий, более адекватно отражающих свойства исследуемых объектов. Индексы же состояния окружающей среды нужны прежде всего для обоснования и стимулирования мер по охране окружающей среды. Мерой же должен отныне стать экологический риск [3, 34].

Завершается глава обоснованием необходимости разработки, исходя из изложенных принципов, «Стратегии развития морской деятельности Российской Федерации на период до 2020 года и на более отдалённую перспективу»[47] и «Плана действий ХЕЛКОМ по Балтийскому морю» [48], в которых должны быть зафиксированы международные обязательства по сотрудничеству и оптимизации хозяйственной деятельности в регионе Балтики, определяющие в том числе возможности градостроительного развития Санкт-Петербургской агломерации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе даны научно-обоснованные инновационные, инженерно-технические и технологические решения крупной научно-технической проблемы по исследованию закономерностей и методов совершенствования инженерной устойчивости природно-технических систем в развитии Санкт-Петербургской агломерации на основе методологии системного подхода, идеи кластеров, системы обобщенных показателей, включающих индикаторы, индексы и риски, способов их оценки и моделей с их использованием, а также методов и средств системологии и логистики и современной аппаратуры, обеспечивающей 3-уровневый геоэкологический мониторинг.

Основные выводы и результаты работы сводятся к следующему:

1. Градостроительное регулирование в России является наименее разработанной областью взаимоотношений государства, населения и предпринимательского сообщества:

1. Отказ от иерархической структуры территориального планирования контрпродуктивен для осуществления социально направленной градостроительной и природоохранной политики;

1.2. Современное градостроительство должно все больше опираться на более гуманистические принципы, рассматривающие город как фактор обеспечения устойчивого развития природно-технических систем и территории, на которой должна создаваться благоприятная среда для всех видов жизнедеятельности и естественного функционирования природной среды;

1.3. Адаптирование города к новым потребностям – задача исключительной сложности, решение которой возможно только при объединении усилий власти, жителей города и предпринимателей.

1.4. Все директивные документы любого уровня, регламентирующие совершенствование территориального и пространственного проектирования градостроительства должны исходить из средового подхода, гарантирующего для человека здоровую, комфортную, соответствующую международным стандартам среду обитания;

2. Проведен анализ структурного построения и особенностей Санкт-Петербургской агломерации, на основе которой разработана концепция Санкт-Петербургский агломерации как композиции природно-технических систем;

3. Разработаны методология и методические рекомендации территориального пространственного проектирования как важного фактора обеспечения устойчивого развития Санкт-Петербургской агломерации, для чего, в частности, модернизирован и усовершенствован понятийный аппарат для выбора оптимальных путей устойчивого развития.

4. Важная роль городов и их агломераций в процессе обеспечения устойчивого развития мира за последнее время ещё более усилилась. Основные индикаторы состояния городов и городских агломераций – это показатели, характеризующие такие проблемы, как рынок трудовых ресурсов, доступность жилья, развитие инфраструктуры, возможность пользования различными услугами, безопасность и уровень загрязнения окружающей среды:

1. Главной целью дальнейшего развития Санкт-Петербурга должно явиться:

- формирование его как интегрированного в российскую и мировую экономику многофункционального города – центра Санкт-Петербургской агломерации;

- обеспечение высокого качество среды жизнедеятельности населения и производства;

- укрепление города в качестве главного российского контактного центра региона Балтийского моря и Северо-Запада России, как центра возрождаемого транзитного потенциала России;

4.2. Показана целесообразность введения понятия кластеров как специфических структур – межотраслевых образований, локализованных на определённой территории, включающих всю цепочку взаимосвязанных видов деятельности от производства до конечного продукта и сферы услуг. Именно в рамках кластера возможно наиболее эффективное решение задач, связанных с созданием основ устойчивого развития. Кластерные принципы являются основой для разработки градостроительной документации для крупных и многопрофильных городских агломераций, каждая из которых должна рассматриваться как естественная сумма сбалансированных природно-технических систем в целом, внутри которых реализуется специфическое взаимодействие составляющих этой суммы;

4.3. Практиковавшийся в мире отраслевой подход к управлению морской деятельностью ведёт к обострению проблем социально-экономического развития прибрежных территорий, деградации окружающей среды, риску разрушительных последствий природных и антропогенных катастроф и, в конечном счёте, к потере способности устойчивого развития;

4.4. В качестве основного инструмента формирования единой транспортной системы можно рекомендовать методологию моделирования и оптимизации транспортных процессов в составе баланса транспортной отрасли и системологии сложных транспортных комплексов, позволяющей уменьшать влияние субъективного фактора, что снижает риски принятия неэффективных решений. В настоящее время транспортные системы не направляют своё развитие для предоставления высокоэффективных услуг хозяйствующим субъектам рынка, а используют экономику России как среду, необходимую для функционирования транспортных ведомств в своих корпоративных целях и эта ситуация требует скорейшего преодоления;

4.5. Анализ экологической опасности грузов и нефтепродуктов выявил необходимость совершенствования их классификации и иной расстановки акцентов при рассмотрении проблем устойчивого функционирования сложных транспортных систем.

5. Балтийский регион необходимо рассматривать как единую эколого-экономическую систему, а обеспечение её устойчивого функционирования должны базироваться на этом подходе в каждой природно-технической системе:

5.1. Символизм архитектурной среды, особенности построения и комфортность города должны рассматриваться как важное средство восприятия человеком окружающей среды. Рассмотрение городской среды обитания как природно-технической системы выявило ее новые особенности, включающие в себя, в том числе, инновационную плоскость и маркетинг города;

5.2. Исследование и анализ имеющейся интегрированной системы управления водными ресурсами Санкт-Петербургской агломерации позволило обозначить объективные геоэкологические предпосылки для ее дальнейшего совершенствования.

5.3. Транспортный комплекс в значительной степени определяет специализацию петербургской агломерации на межрегиональном и глобальном рынках, существенно реализуя его значительный транспортно-транзитный потенциал. Необходимо становление в городе не только микрологистики, но и макрологистики, то есть необходимо дальнейшее развитие информационно-аналитического направления транспортной логистики.

4. К числу приоритетов при реализации в Невской губе каких-либо мероприятий следует отнести:

- ликвидация угрозы гибели людей и причинения экономического ущерба в результате наводнений;

- обеспечение надёжной защиты огромного культурного наследия города;

- повышение инвестиционной привлекательности его территории;

- появление возможности для создания рекреационных зон вдоль вновь образованных участков побережий и островов.

5.5. Искусственно созданные новые земли – новые природно-технические системы должны формироваться в рамках базовой природно-технической системы, где основным принципом должен быть экологический императив.

5.6. Выявлены особенности гидрологических аспектов урбанизации в Санкт-Петербургской агломерации и разработан пакет предложений по совершенствованию и внедрению в практику градостроительства экологических регламентов с целью сокращения антропогенной нагрузки на акваторию Невской губы и придания дополнительных геоэкологических функций КЗС. Пример научно-технического сопровождения строительства КЗС Санкт-Петербурга как природно-технической системы иллюстрирует эффективность внесенных предложений и рекомендаций, в частности:

- разработанные научно-обоснованные рекомендации по замене откатного затвора на батопорты позволили современным российским разработчикам и эксплуатационникам по новому взглянуть на ряд других вопросов гидротехнического строительства, что открыло возможность для более надежного обеспечения устойчивости гидротехнических объектов и создало основу для решения многих геоэкологических проблем в нашей стране;

- проведение уникального эксперимента с использованием наплавных элементов при сооружении В-2 и В-4 КЗС позволило заметно сократить период непосредственного антропогенного влияния на геоэкологическое состояние Невской губы;

- главным посылом предпринятого уникального эксперимента по маневрированию затворами Северного створа была мысль о том, что маневрирование затворами поможет разрушить малопроточные зоны в Невской губе, сместить потоки сточных вод, интенсифицировать процессы её самоочищения и т. п.

5.7. Подземное пространство Санкт-Петербургской агломерации должно рассматриваться также в рамках целостной природно-технической системы, в увязке со всей инфраструктурой, сложившейся на поверхности.

6. Лицам, ответственным за обеспечение устойчивого развития Санкт-Петербургской агломерации необходимо уделять особое внимание к следующим направлениям своей деятельности: а) обеспечение экологического императива, б) создание экологического баланса между хозяйственной деятельностью и экологическим состоянием и качеством компонентов природной среды, в) организацией экологического менеджмента и экоинжиниринга:

6.1. Геоэкологический мониторинг на территории Санкт-Петербургской агломерации должен быть трёхуровневым, оснащённым современными инженерными системами и аппаратурой дистанционного наблюдения, с базой данных достаточной для дальнейшего прогнозирования;

6.2. Создание природно-технических систем, должно сопровождаться широкомасштабными экспериментальными исследованиями и организацией на постоянной основе экологического контроля по минимизации антропогенного влияния на окружающую среду. Необходимо дальнейшее развитие, совершенствование и расширение средств экологического контроля, а также повышение геоэкологической информативности средств обеспечения экологического контроля, привлекая в том числе математические модели, например, типа «CARDINAL».

6.3. Перспективным и заслуживающим применения на практике является методология индикаторно - рискологического подхода, позволяющая получать простую по интерпретации достаточно объективную информацию о состоянии и качестве компонентов природной среды, а также о функционировании природно-технической системы.

6.4. Дальнейшее развитие науки об управлении природно-техническими системами может и должно сопровождаться проведением в жизнь законодательных инициатив с одновременным повышением их роли в этом процессе.

6.5. Для природно-технических систем, включающих в свой состав прибрежные зоны, необходима тщательная доработка и выход в свет «Стратегии развития морской деятельности Российской Федерации до 2020 года и на более отдаленную перспективу».

6.7. Имея в виду, что к Прибалтийским государствам относятся 12 стран и тот факт, что усилия одной отдельной страны не могут обеспечить устойчивого развития Балтийского региона в целом, Российской Федерации необходимо ускорить разработку национальной программы действий, обеспечивающих безусловную реализацию «Плана действий ХЕЛКОМ» на Балтийском море с учетом интересов и особенностей Санкт-Петербургской агломерации.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ

В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Монографии

1. Усанов, Б. П. Город как материально-пространственная среда жизнедеятельности, как архитектурно-планировочная система / Б. П. Усанов, В. Ф. Назаров, А. С. Кривов // Планирование комплексного развития крупных городов. Опыт и пути совершенствования. – Л.: Наука, 1982. – С. 15-24.

2. Усанов, Б. П. Градостроительное проектирование как традиционная форма предплановых разработок / Б. П. Усанов, В. Ф. Назаров, А. С. Кривов // Планирование комплексного развития крупных городов. Опыт и пути совершенствования. – Л.: Наука, 1982. – С. 54-60.

3. Усанов, Б. П. Градостроительное проектирование и включение его в систему комплексного перспективного планирования / Б. П. Усанов, В. Ф. Назаров, А. С. Кривов // Планирование комплексного развития крупных городов. Опыт и пути совершенствования. – Л.: Наука, 1982. – С. 125-135.

4. Усанов, Б. П. Планирование и градостроительное проектирование / Б. П. Усанов, Г.Н. Булдаков, Е. И. Изварин // Управление развитием крупных городов / под ред. И. И. Сигова. – Л.: Наука, 1985. – С.120-125.

5. Усанов, Б. П. Градостроительное проектирование и управление развитием города / Б. П. Усанов, Г.Н. Булдаков, Е.И. Изварин // Управление развитием крупных городов / под ред. И. И. Сигова. – Л.: Наука, 1985. – С. 137-148.

6. Экология: учебник для технических вузов / Б. П. Усанов, Л. И. Цветкова, М. И. Алексеев и др. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: АСВ; СПб.: Химиздат, 2001. – 552 с.: ил.

Статьи в журналах, включённых в список ВАК

7. Усанов, Б. П. О строительстве в Ленинграде защитной дамбы от наводнений и очистных сооружений для сточных вод / Б. П. Усанов // Вестн. Акад. Наук СССР. – 1988. – № 6. – С. 8-18.

8. Усанов, Б. П. Водный фактор развития Санкт-Петербурга / Б. П. Усанов // Региональная экология. – 1994. – № 3-4 – С. 28-31.

9. Усанов, Б. П. К вопросу оценки экологического состояния водоёмов по интегральным критериям / Б. П. Усанов, Л. И. Цветкова, Е. В. Неверова // Известия вузов. Строительство. – 1994. – № 11. – С. 119-121.

10. Усанов, Б. П. Окно в Европу / Б. П. Усанов, Л. И. Цветкова, Е. В. Неверова // Транспортное дело России. – 2001. – № 1. – С. 50-52.

11. Усанов, Б. П. Не шагнуть ли городу в море? / Б. П. Усанов // Вестн. гражд. инженеров. Архитектура. Стр-во. Трансп.. – 2005. – № 2. – С. 14-17.

12. Усанов, Б. П. Взаимодействие природно-технических систем – основа обеспечения устойчивого развития агломерации (на примере Санкт-Петербурга) / Б. П. Усанов // Эксплуатация морского транспорта: сб. науч. ст. / Гос. морская акад. им. адмирала С. О. Макарова. – 2008. – № 4. – С. 22-26.

13. Усанов, Б. П. Пространственное развитие, структурное построение и особенности Санкт-Петербургской агломерации / Б. П. Усанов // Вестн. гражд. инженеров. Архитектура. Стр-во. Трансп. – 2009. – № 2 – С. 6-10.

14. Усанов, Б. П. Системология сложных транспортных комплексов: аналит. аспект / Б. П. Усанов // Эксплуатация морского транспорта: сб. науч. ст. / Гос.

морская акад. им. адмирала С.О. Макарова. – 2009. – № 2. – С. 3-10.

Публикации в других изданиях

15. Проблемы методологии планирования экономического и социального развития крупных городов / Б. П. Усанов и др. // Науч. докл. Госплану СССР / Ин-т социально-экологических проблем АН СССР. – Л., 1980.

16. Разработать предложения по координации генерального плана развития Ленинграда и Ленинградской области в системе долгосрочного и пятилетнего планирования: научно-технический отчёт по теме № А-2.2 / ЛенНИИпроект; рук. Б.П. Усанов. – Л., 1980.

17. Санкт-Петербургский транспортный комплекс. Сб. инвестиционных проектов. – СПб.: ООО «ХИТ интернешенл», 2000. – 68 с.

18. Усанов, Б. П. Бережное отношение к природным и экономическим ресурсам – залог формирования полноценной городской среды (на примере развития Ленинграда) / Б. П. Усанов // Пути ускорения научно-технического прогресса в строительстве в свете решений XXVI съезда КПСС: межвуз.сб. тр. – Л..: ЛИСИ, 1982. – С. 16-28.

19. Усанов, Б. П. Проблемы интеграции плановых и проектных методов в управлении развитием городов / Б. П. Усанов, А. С. Кривов, В. Ф. Назаров // Достижения и перспективы: сб. Междунар. центра науч. и техн. информ. Ком. по системному анализу при Президиуме АН СССР, вып. 31. Региональные системы. – 1983. – № 2. – С. 97-99.

20. Усанов, Б. П. Градостроительное проектирование в системе государственного экономического и социального планирования / Б. П. Усанов // Социалистический город как объект исследования и управления: материалы Всесоюзной науч. конф., 21-23 октября 1981 г. – Л.: Наука, 1983. – С. 79-86.

21. Усанов, Б. П. Социальные аспекты формирования архитектурно-художественной среды города / Б. П. Усанов // Архитектурно-художественная организация городской и производственной среды: материалы семинара, 22-23 марта 1982 г. – Л.: Знание, 1983. – С. 5-8.