Манунина, Е. В. Модель комплексного управления эконагрузкой городской среды / Е. В. Манунина, Д. С. Парыгин // Управление стратегическим потенциалом регионов России: методология, теория, практика : научное издание всероссийской науч.-практич. конф., Волгоград, 16–18 апр. 2014 г. – Волгоград : ИУНЛ ВолгГТУ, 2014. – Ч. 1. – С. 273–275.
Авторы:
Парыгин Данила Сергеевич
Евгения Манунина
Аннотация. На основе разработанной модели развития городской среды в работе построен прогноз роста объемов бытовых отходов в зависимости от численности населения, уровня технологий утилизации и проводимых программ по снижению темпов коммунально-бытового загрязнения. Проведена оценка и сделаны выводы по перспективам реализации действующих региональных программ в сфере регулирования экологической нагрузки с учетом специфических условий города.
Ключевые слова: имитационное моделирование, системная динамика, прогнозирование, программа развития города, численность населения, экологическая нагрузка, поддержка принятия решений.
Принятие решений о направлении развития городов тесно связано с необходимостью прогнозирования урегулирования многих практических задач и проблем, в том числе социально-бытовых, транспортных, экологических и многих других. При этом экономически целесообразным и эффективным инструментом анализ городского развития является применение методов математического моделирования [1, 2, 7].
Одним из важнейших показателей, характеризующих сложность городской системы, выступает численность населения – параметр, представляющий собой точку отсчета в формировании планов и программ. В конечном счете, наличный состав населения городов определяет степень влияния на природную среду, ее настоящее состояние, темпы ее деградации и восстановления.
В рамках проводившихся исследований системно-динамического подхода была создана модель развития города, направленная на анализ экологической нагрузки, и позволившая перейти к рассмотрению динамики этого показателя в интервалах 5 и 20 лет модельного времени [5]. Процессы, описываемые данной моделью, отображают экологическую ситуацию города в зависимости от численности его населения, а также учитывают отходы и загрязнения, продуцируемые человеческой деятельностью. Так на рисунке 1 представлен построенный в системе Vensim фрагмент модели «Население».
Информационной базой для оценки значимости получаемых на модели результатов послужило постановление, регулирующее целевую программу по вопросам «Обращения с твердыми бытовыми и промышленным отходами на территории Волгоградской области» на 2012-2014 годы в части, относящейся к городу Волгограду. Так, в качестве факторов, приводящих к росту нагрузки на окружающую среду, значатся:
– слабое развитие и при значительном износе инфраструктуры обращения, использования и обезвреживания твердых бытовых (ТБО) и промышленных отходов;
– применение технологически и материально устаревших подходов к сбору, переработке и размещению твердых бытовых и промышленных отходов;
– неудовлетворительная работа органов местного самоуправления в сфере организации сбора, вывоза и переработки отходов, а также отсутствие заинтересованности населения в решении таких вопросов;
– ограниченные меры экономического регулирования отношений в области обращения твердых бытовых и промышленных отходов [4].
Как показывают проводимые исследования, в числе мер по улучшению экологической обстановки, способных дать наилучший результат, например, по общему уровню загрязнения воздуха, находится увеличение общей площади зеленых насаждений в 4 раза [8]. Такой «экстенсивный» подход стабилизирует и постепенно снижает значение регистрируемых загрязнений.
Обобщая сформулированные выше факторы, относящиеся к отходам производства и потребления человека, можно говорить о необходимости проведения «интенсивных» мероприятия, связанных с технологическим развитием отрасли переработки, а также созданием механизмов привлечения бизнеса и населения к процессам контроля и сокращения оборота твердых бытовых и промышленных отходов.
При рассмотрении складывающейся ситуации на модели «Население» (табл. 1), были сделаны следующие допущения:
– численность население города не изменяется, ориентировочное значение для Волгограда 1021 тыс. чел. [6];
– отмечается рост уровня потребления.
Таблица 1 – Пример описание потоков переменных модели «Население»
| Название | Описание | Формула |
| Население | Численность городского населения в год анализа | («Рождаемость» х «Зависимость рождаемости от состояния окружающей среды» х «Нормальный темп рождаемости») / («Смертность» х «Зависимость смертности от состояния окружающей среды» х «Нормальный темп смертности») |
| Коммунально-бытовые отходы и загрязнения | Показатель количества производимых населением отходов в год анализа | «Населени» х («Химикаты» + «Пластиковые отходы» + «Бумажные отходы») х К, где К – коэффициент зависимости воспроизводства отходов на количество населения |
| Зависимость темпов загрязнения от численности населения | Показатель скорости загрязнения окружающей среды | «Фонды утилизации отходов» х «Уровень утилизации» х «Программы по утилизации отходов» + «Коммунально-бытовые отходы населения» |
Результаты проведенных модельных экспериментов позволяют сделать следующие прогнозные выводы. На данный момент, заводов по переработке мусора в Волгограде и Волгоградской области нет. Рассматривая складывающуюся тенденцию, можно говорить о более чем двукратном росте накопления объема произведенных отходов на протяжении пятилетнего периода (рис. 2). Кроме того, ситуация характеризуется увеличением коммунально-бытовые отходы при трехкратном ежегодном темпе роста загрязнений. Зримым подтверждением этого может служить увеличение числа образовываемых стихийных свалок бытового мусора [3, 9]. Таким образом, в числе первоочередных мер необходимо развитие экокультуры населения при обращении с различными видами отходов (как то раздельный сбор), разработка программ инвестиционной привлекательности переработки твердых бытовых и промышленных отходов (в том числе, в целях планомерного сокращения площади полигонов ТБО), а также применение комплексных методов управления в сфере обращения отходов.
Формулируемое в программах территориального развития критическое состояние окружающей среды и необходимость реализации конкретных шагов по стабилизации ситуации находит подтверждение при исследовании статистических данных, в частности, на созданной модели. При этом рассмотрение различных сценариев позволяет выявить те области в сфере обеспечения экологической безопасности города, которым необходимо уделять первоочередное внимание при формировании стратегии развития.
Литература
- Каталевский, Д. Ю. Основы имитационного моделирования и системного анализа в управлении / Д. Ю. Каталевский. – М. : Издательство Московского университета, 2011. – 304 с.
- Лычкина, Н. Н. Компьютерное моделирование социально- экономического развития регионов в системах поддержки принятия решений / Н. Н. Лычкина // «Идентификация систем и задачи управления» SICPRO`04 : материалы III Международной конференции. – М. : ИПУ РАН, 2004.
- О работе волгоградских предприятий по переработке отходов. Проблемы деятельности, предложения : доклад начальника отдела экологической безопасности департамента по охране окружающей среды и природных ресурсов Колтырина И.А. [Электронный ресурс] / Департамент по охране окружающей среды и природных ресурсов администрации Волгограда. – 2014. – Режим доступа : http://ecology.volgadmin.ru/News.aspx?idn=66
- Об утверждении долгосрочной целевой инвестиционной программы «Обращение с твердыми бытовыми и промышленными отходами на территории Волгоградской области» на 2012-2014 годы : постановл. Администрации Волгоградской области от 10 окт. 2011 г. N 575-п [Электронный ресурс] / Правительство Волгоградской области. – 2013. – Режим доступа : http://oblkompriroda.volganet.ru/export/sites/oblkompriroda/Old_Portal/folder_15/folder_3/06.03.2013/Obrashenie_s_tverdymi_bytovymi_othodami.doc
- Садовникова, Н. П. Построение моделей развития города. Системно-динамический подход / Н. П. Садовникова, Д. С. Парыгин, Е. В. Манунина // Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании ‘2012 : сб. науч. тр. SWorld по матер. междунар. науч.-практич. конф., 18-27 дек. 2012 г. – Одесса : КУПРИЕНКО, 2012. – Вып. 4. – Т. 13. – С. 73-76.
- Тома официальной публикации итогов Всероссийской переписи населения 2010 года [Электронный ресурс] / Всероссийская перепись населения. – 2013. – Режим доступа : http://www.gks.ru/free_doc/new_site/perepis2010/croc/perepis_itogi1612-tom4.htm
- Forrester, J. W. Urban dynamics / Jay W. Forrester ; MIT. – Portland, OR : Productivity Press, 1969. – 287 p.
- Sadovnikova, N. P. The use of system-dynamic approach to analyze the vehicles and landscaping impact on air quality / N. P. Sadovnikova, M. B. Kultsova, A. M. Dvoryankin, D. P. Mamontov // World Applied Sciences Journal. – 2013.
- 70 несанкционированных свалок выявлено в Волгограде [Электронный ресурс] / Информационное агентство «Высота 102.0». – 2014. – Режим доступа : http://v102.ru/accidents/19467.html
Model integrated management of ecological load of the urban environment
Danila Parygin
Evgeniya Manunina
Abstract. Based on the developed model of urban environment development in the work constructed the forecast growth in household waste, depending on the population, the level of recycling technologies and ongoing programs to reduce the rate of municipal domestic pollution. Assessment and conclusions on the prospects for implementation of existing regional programs in the field of regulation of environmental load, taking into account the specific conditions of the city.
Keywords: simulation modeling, system dynamics, forecasting, urban development program, population, ecological load, decision support.