Geum.ru
Темы диссертаций по экономике » Математические и инструментальные методы экономики

Моделирование управления природопользованием региона в условиях переходной экономики тема диссертации по экономике, полный текст автореферата



Автореферат



Ученая степень кандидат экономических наук
Автор Абдужалилов, Файзуло Зиёдулоевич
Место защиты Душанбе
Год 2012
Шифр ВАК РФ 08.00.13

Автореферат диссертации по теме "Моделирование управления природопользованием региона в условиях переходной экономики"

005016835

На правах рукописи УДК 519.866:1330.15+332.1(575.3 1))

АБДУЖАЛИЛОВ ФАЙЗУЛО ЗИЁДУЛОЕВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕГИОНА В УСЛОВИЯХ ПЕРЕХОДНОЙ ЭКОНОМИКИ (НА ПРИМЕРЕ СОГДИЙСКОЙ ОБЛАСТИ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН)

Специальность 08.00.13 Ч Математические в инструментальные методы

экономики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Душанбе 2 012

005016835

Работа выпонена на кафедре Технология защиты информации Худжандского государственного университета им.Б.Гафурова

Научный кандидат экономических наук, доцент

руководитель: Исаев Рустам Сулейманович

Официальные доктор физико-математических наук, оппоненты: профессор

Комилов Файзали Саьдулоевич, ректор Института предпринимательства и сервиса Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан

кандидат экономических наук, доцент Алимова Марифат Мирзорахматовна доцент кафедры статистики и бухгатерского учета Института экономики Таджикистана

Ведущая организация:

Технологический университет Таджикистана

Защита состоится л30 апреля 2012 г. в 16С0 часов на заседании Диссертационного совета КМ 737.015.01 по присуждению ученой степени кандидата экономических наук при Институте предпринимательства и сервиса Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан по адресу: 734055 г. Душанбе, проспект Борбада 48/5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института . предпринимательства и сервиса. Объявление о защите диссертации и автореферат диссертации размещены на официальном сайте института: www.dsx.tj и направлены для размещения в сети Интернет Министерства образования и науки Российской Федерации по адресу vak2.ed.gov.ru 29 марта 2012 года.

Автореферат разослан л29 Марта 2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат экономических наук

А. Абданмсв

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования.

Современные реалии перехода на рыночные отношения, в условиях суверенитета Республики Таджикистан показывает, что проведение эффективных социально-экономических преобразований во многом предопределяет разработка обоснованной стратегии проведения региональной политики. Приоритетами политики дожны быть] прежде всего, мероприятия по неуклонному повышению уровня жизни людей, экономическому и социальному развитию. Региональный уровень управления дает возможность для эффективного использования ими экономического, природно-ресурсного потенциала и достижения требуемых качественных характеристик окружающей природной среды.

Учет экологического фактора при разработке стратегии социально-экономического развития регионов, обуславливает необходимость эффективного использования природно-ресурсного потенциала. Региональный уровень природопользования позволяет, наряду с учетом внутренних региональных проблем принимать во внимание и трансграничные аспекты природопользования. Распад Советского союза и образование независимых государств резко обострил проблемы совместного использования трансграничных водных ресурсов, особенно в условиях регулирования стока. Это ситуация особенно остро стоит в странах Центральной Азии, где водные ресурсы являются лимитирующим фактором при производстве таких важных сельскохозяйственных культур как хлопок и рис. Не менее важны решения вопросов снижения экономического ущерба от загрязнения атмосферы при трансграничном переносе загрязняющих веществ. Основой региональных исследований в области природопользования является разработка программ социально-экономического развития, которые позволят определить пути и способы решения поставленных вопросов, необходимость исследования которых обусловлено тем, что они, во-первых, мало изучены, во-вторых, требуется разработка экологической стратегии, с учетом региональных особенностей. Вместе с тем, изученность многих вопросов исследуемых вопросов, находящихся в русле требований и задач современной рыночной экономики, пока ещё далеки от своей законченности. Из этого следует актуальность выбранной темы диссертационного исследования, и она представляет также практическую значимость для Республики Таджикистан.

Степень разработанности проблемы. В экономической литературе теоретические основы и методологические аспекты концепции рационализации природопользования и охрана окружающей среды изложены в фундаментальных работах: В.И. Вернадского, В.В.Докучаева, H.H. Моисеева, Н.Ф. Реймерса, Т.С. Хачатурова, К.Г.Гофмана, Н.П. Федоренко, МЛ. Лемешева и др.

По поставленной проблеме существенное влияние на научные исследования автора оказали труды следующих ученых: Ахмедов K.M., Ахророва А.Д., Аширбеков У .А., Балацкий О.Ф., Валамат-заде Т.Г., Голуб A.A., Гусев A.A., Джурабоева Г.Д., Духовный В. А., Комилов Ф.С., Мадаминов A.A., Мирзоахмедов Ф., Моткин Г.А., Мухаббатов X., Наврузов С.Т., Одинаев Х.А., Петров Г.Н., Разыков

В.А., Рысбеков Ю.Х., Рюмина В.Е., Сорокин А. Г., Струкова Е.Б., Сутонов 3., Усманов З.Д., Ушаков Е.П., Юнуси М.К. и др.

Дискуссионность проблематики исследования, недостаточная разработанность концептуальных и методологических подходов, а также научная актуальность изучения вопросов природопользования региона обусловили выбор темы диссертации, формулировку ее цели и основных задач.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является совершенствование теоретико-методических подходов к формированию регионального уровня управления природопользованием.

Реализация цели исследования потребовала научной разработки и решения следующих основных задач:

Х разработать методические положения оценки водных ресурсов, в условиях регулирования стока и учета ограничений на качественное состояние воды;

Х исследовать вопросы использования водных ресурсов региона в условии регулирования стока водохранилищем;

Х разработать методические положения достижения требуемых качественных характеристик водных ресурсов с учетом трансграничного переноса загрязнений;

Х разработать оптимизационную модель использования и охраны водных ресурсов, когда основными водопотребителями являются гидроэнергетика и орошаемое земледелие;

Х исследовать вопросы охраны атмосферы региона с учетом региональных и трансграничных источников загрязняющих веществ;

Х разработать методику достижения требуемых нормативов качественного состояния атмосферы;

Х разработать оптимизационную модель стратегии развития промышленного предприятия с учетом заданных ограничений на выброс загрязнений в атмосферу;

Х определить основные направления совершенствования региональной стратегии управления природопользованием исследуемого региона.

Объектом исследования является экономические проблемы природопользования Согдийской области Республики Таджикистан.

Предметом исследования являются теоретико-методологические и практические вопросы совершенствования формирования стратегии экологически устойчивого развития региона.

Теоретической и методологической основой исследования являются работы отечественных и зарубежных ученых по проблемам природопользования регионов в условиях переходной экономики.

Нормативно-правовую базу исследования составили программно-прогнозные разработки, законодательные и нормативные документы государственных органов Республики Таджикистан, а также нормативно-правовые акты регионального уровня.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что в ней, применительно к условиям Согдийской области Республики Таджикистан, исследованы вопросы теоретического обоснования и совершенствования

методологии формирования регионального эколого-экономического механизма развития территории, на основе оптимального использования существующего природно-ресурсного потенциала.

При этом получены следующие наиболее существенные научные результаты:

Х Разработана методика определения экономической оценки водных ресурсов в случае регулирования стока реки и с учетом ограничений на их качественное состояние:

Х Предложен методический подход для разработки экономического механизма выработки согласованной водоохраной стратегии достижения требуемых качественных характеристик водных ресурсов;

Х Обоснованы методические положения взаимосвязанного и взаимообусловленного использования водных ресурсов для гидроэнергетики и орошаемого земледелия;

Х Применительно к региональным особенностям разработана оптимизационная модель использования водных ресурсов в условиях сезонного

регулирования стока реки;

Х Предложена схема достижения требуемого качественного состояния атмосферы региона с учетом трансграничных источников загрязняющих веществ;

Х Разработана нелинейная оптимизационная модель развития промышленного предприятия с учетом достижения заданных ограничений на выброс загрязнений в атмосферу и предложен метод ее линеаризации.

Практическая значимость результатов исследования и полученных результатов состоит в том, что предложенные методические подходы, методы и модели создают теоретико-методическую основу формирования эффективной стратегии природопользования региона. Практическая значимость исследования могут быть использованы, в частности, для оптимизации использования водных ресурсов с учетом согласования интересов водопотребителей региона и достижения требуемых качественных характеристик. Методические положения дадут возможность разработать мероприятия по охране воздушного бассейна с учетом трансграничного аспекта.

Работа выпонена в соответствии со следующими разделами паспорта специальности ВАК-а 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики:

1.2. Теория и методология экономико-математического моделирования, исследование его возможностей и диапазонов применения: теоретические и методологические вопросы отображения социально-экономических процессов и систем в виде математических, информационных и компьютерных моделей.

2.4. Разработка систем поддержки принятия решений для обоснования общегосударственных программ в областях: социальной; финансовой; экологической политики.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные научные положения и результаты диссертационного исследования докладывались на международных, республиканских и региональных научных, научно-практических и

научно-методических конференциях в городах Душанбе, Худжанд, Аматы, Новосибирск. Отдельные результаты исследования опубликованы также в журналах, рекомендованных ВАК.

Результаты исследования использованы в учебном процессе Худжандского государственного университета им. Б.Гафурова для чтения лекций по дисциплинам Экономика природопользования, Экономико-математические методы и модели.

Публикации. По теме диссертации опубликована 11 работ, в том числе 3 научных статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, общим объемом 3,9 п.л. авт. 2,75 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 122 страницах компьютерного текста, содержит 15 таблиц, 14 рисунков. Список использованных источников включает 12 2 наименования.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены его цель и задачи, сформулирована научная новизна, разработан методический инструментарий, обоснована теоретическая и практическая значимость результатов исследования.

В первой главе <ДГеоретико-методологические вопросы управления природопользованием в условиях перехода к рыночной экономике рассматриваются вопросы исследования региональных программ природопользования как составной части экономического и социального развития, управления природопользованием региона в условиях перехода к рыночным отношениям. Применительно к водным ресурсам рассматриваются методические положения определения экономической оценки природных ресурсов в рыночных условиях. Приводится анализ состояния природопользования в Согдийской области Республики Таджикистан.

Разработка стратегии природопользования зависит от региональных особенностей, исходя из существующего природно-ресурсного и экологического потенциала. В связи с этим становится актуальной необходимость разработки оптимальной стратегии природоохранной деятельности в регионе. Одним из основных параметров окружающей среды основан на разработке показателей допустимого загрязнения в форме предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в окружающей среде. Эти показатели отражают не минимальные, а максимальные требования к ее качеству с точки зрения безопасности для здоровья человека. Рассмотрим графическую интерпретацию изложенных положений. Без ограничений общности предположим, что имеется один источник, сбрасывающий один вид загрязняющего вещества.

Введем обозначения:

D - объем производства продукции;

S(D) - объем сброса загрязнений при D -ом объеме производства продукции;

2(X) - затраты на очистку А'-го объема загрязнений, где X принимает значение 0<Х<8(Б);

II ($-Х) - ущерб, образующийся при сбросе (8-Х)-го объема загрязнений;

X - объем очищаемых загрязнений.

Предположим, что имеем фиксированный объем производства 0. В этом случае мы имеем следующие зависимости. Увеличение значения X, т.е. объема очищаемых сбросных загрязнений, соответственно предопределяет увеличение функции I(X) и уменьшение ущерба, образующегося при сбросе (З-Х)-го объема загрязнений. Напротив, уменьшение значения X вызовет уменьшение функции 2(Х) и увеличение ущерба, образующегося при сбросе (5-Х)-го объема загрязнений. Эти предпосыки определяют необходимость поиска такого объема очищаемых сбросных загрязнений, при котором прирост затрат на очистку был равен приросту ущерба от сбросных загрязнений (рис. 1).

Рис. 1 Достижение нормативов ПДК и экономического оптимума загрязнений

На горизонтальной оси графика откладывается объем сброса загрязнений Б. На вертикальной оси откладываем затраты 2(Х) и ущерб ЩБ-Х). Предположим, что мы имеем фиксированный объем производства продукции О.

Для этого случая на графике показано следующее:

Хпдк точка, соответствующая сбросу загрязнения на уровне ПДК. Точка Ътт показывает необходимый для этого объем затрат. Для того чтобы определить точку, соответствующую экономическому оптимуму загрязнений (ЭОЗ), построим график линии Искомой точке соответствует точки минимума этой функции при

выпонении условия

В точке экономического оптимума дожно выпоняться равенство предельных затрат на природоохранные мероприятия и предельного ущерба от сброса загрязнений.

Приведенные методические положения рассмотрены на примере речного бассейна. Обычно, уровень загрязнения воды устанавливается в определенном месте - контрольном створе. Бассейн реки разбивается на участки и для каждого устанавливается контрольный створ. На качество воды влияет как сброс загрязнений на этом участке, так и поступающие загрязнения из участков, расположенных выше по течению.

Для случая двух участков предлагается методика достижения нормативов ПДК и экономического оптимума загрязнений. Предположим, что на верхнем участке бассейна реки расположен один водопотребитель. Объем сточных вод водопотребителя равен V. Без ограничения общности будем рассматривать случай только с загрязнениями одного вида. Водопотребитель очищает сточные воды с коэффициентом q, где q меняется в пределах иначе говоря, если q=0, то

сточные воды не очищаются и при ц = 1 происходит поная очистка воды.

В нижнем участке бассейна реки расположены п водопотребляющих объектов. Введем следующие обозначения:

<рМя)] - затраты на очистку сточных вод объекта, расположенного в верхнем участке бассейна реки в зависимости от степени очистки q;

х(д) Ч объем сброса загрязнения на верхнем участке в зависимости от степени очистки;

и[со(я)] - затраты на водоподготовку л-ым водопотребителем на единицу объема потребляемой воды в зависимости от концентрации загрязнения со; со- фоновая концентрация загрязнения в нижнем участке; ш - концентрация загрязнения на нижнем участке с учетом сточных вод верхнего участка;

?Д - объем потребляемых водных ресурсов п - ым водопотребителем; № - общий объем воды в нижнем участке.

Концентрация ш на втором участке находится по следующей формуле:

а> = (а>*Иг + у(д))/Иг (2)

Для расчета концентрации суммируется общий объем фонового

со*IV загрязнения, объем загрязнения поступившего из первого участка и

полученная сумма делится на общий объем воды в нижнем участке.

В зависимости от выбора значения коэффициента q изменяется концентрация загрязнения воды в нижнем участке, соответственно, затраты на водоподготовку. В рассматриваемом случае ущерб от загрязнения возникает от допонительных затрат на очистку используемых водных ресурсов. Общая сумма ущерба определяется как сумма затрат каждого водопотребителя на нижнем участке:

1=1 1=1

где - допонительные затраты п- го водопотребителя. Сумма

является экстернальными затратами для водопотребителя, расположенного на верхнем участке.

В данном случае является функцией от аргумента д, т.е. при поной очистке сточных вод допонительные затраты равны нулю РД = 0, т.к. в этом случае фоновая концентрация на нижнем участке остается без изменения. Но в этом случае функция <РЫч)] Достигает своего максимального значения. Соответственно, если я = 0, т.е. в случае, когда сточные воды сбрасываются без очистки, функция Рп достигает своего максимального значения, но равно нулю значение функции

Оптимальная степень очистки воды объектом верхнего участка бассейна реки определяется из равенства предельных затрат на очистку воды на верхнем участке и предельных затрат на водоподготовку нсеми объектами нижнего участка бассейна реки.

Отметим, что в данном случае в качестве ущерба от загрязнения рассматривается только затраты на водоподготовку, т.е. нижний уровень ущерба. При учете поной суммы ущерба соответственно уровень очистки сточных вод увеличится.

При разработке оптимальной региональной стратегии природопользования, также важное значение имеет разработка методики экономической оценки природных ресурсов, что позволит выработать объективный критерий принятия решений по поводу альтернативных вариантов их использования.

В качестве первичного предмета экономической оценки дожен выступить объект природопользования. Иначе говоря, оценивается совокупная ценность взаимосвязанного использования природных ресурсов исследуемого региона. При этом в результате взаимосвязанного использования природных ресурсов суммарная экономическая оценка объекта природопользования может превысить сумму экономических оценок составляющих единичных природных ресурсов. Такое превышение объясняется синергическим эффектом совместного использования ресурсов. Естественно определить оценку природного ресурса исходя из того прироста эффекта, который дает увеличение данного ресурса. Исходя из этого положения предложена методика экономической оценки водных ресурсов для случая, когда основным водопотребителем является орошаемое земледелие. При этом оценка водных ресурсов определялась с учетом следующих факторов: сезонность водопотребления, расположения водопотребителей на участках реки, учет требований качественного состояния и влияния регулирования стока водохранилищем. На основании экспериментальных проведенных расчетов были получены следующие выводы:

Х при постоянных объемах земельных площадей оценка водных ресурсов снижается при увеличении объема их использования;

Х регулирование стока реки водохранилищем позволяет более эффективно использовать существующие водные ресурсы за счет того, что, аккумулируя воду в периоды, когда имеется излишек, расходовать ее в дефицитные периоды;

Х введение требований на качественное состояние водных ресурсов снижает соответствующие оценки.

Во второй главе Экономико-математическое моделирование использования и охраны природных ресурсов региона приводится экономико-математическая модель использования водно-энергетических ресурсов региона в условиях регулирования стока водохранилищем, исследуются вопросы разработки методических положений достижения требуемых качественных характеристик атмосферы региона с учетом трансграничного аспекта, приведена экономико-

математическая модель разработки стратегии развития промышленного предприятия с учетом заданных ограничений на выброс загрязнений в атмосферу и

Для региона Центральной Азии наиболее остро стоит проблема обеспечения водными ресурсами. Основные проблемы моделирования водопотребления региона заключаются в следующем:

Х Неравномерное территориальное распределение водных ресурсов (по течению рек; государствам, областям) и низкая водообеспеченность орошаемых земель в низовьях рек;

Х Разработка ирригационно-энергетических режимов управления;

Х Экологические ограничения (требования природных комплексов).

Указанные проблемы усиливаются в случае регулирования стока реки

водохранилищем, когда возникают противоречия, связанные с режимом сработки водных ресурсов как для региона, так и для трансграничного использования.

Однако, как правило, необходимо учитывать и трансграничные аспекты, в частности сезонное потребление электроэнергии и учет потребителей водных ресурсов, находящихся ниже по течению реки. Если изменять режим сработки водохранилища в интересах трансграничных водопотребителей, то необходимо принимать во внимание следующие аспекты:

Х Функционирование водохранилища связано с определенными затратами по его содержанию.

Х Увеличение попусков воды из водохранилища в летние месяцы вызовет дефицит электроэнергии в зимний период, когда потребность в ней возрастает.

Для нахождения оптимального режима сработки водных ресурсов в режиме сезонного регулирования стока в работе приведена оптимизационная модель использования водных ресурсов. Схема сработки воды из водохранилища в режиме сезонного регулирования приведена на рис.2. Введем следующие обозначения:

ац - норма полива /-ой культуры в г-ом периоде / = 1,7", у = 1,У; ] - индекс сельскохозяйственной культуры; к - индекс сельскохозяйственного участка, к = 1,К;

- площадь соответствующего сельскохозяйственного участка, к = 1, К;

- урожайностьу'-й сельскохозяйственной культуры на к-м участке; Р/ - стоимость у- сельскохозяйственной культуры;

. объем воды в Г-м периоде.

-площадь, занятая поду'- сельскохозяйственной культурой, на к-м участке; / - тариф на электроэнергию в -периоде.

д - количество электроэнергии, произведенной при прохождении единицы объема воды через турбины ГЭС.

rru-\) rv t

Рис. 2 Схема сработки воды из водохранилища С учетом приведенных аспектов, оптимизационная экономико-математическая модель имеет следующий вид. Целевая функция -

К I - 7 Т

+ Ч С'гн - s, - У Щ так (4)

5,- затраты на содержание водохранилища в t-м периоде; G; - объем электроэнергии, закупаемой в -м периоде; ft - тариф на закупаемую электроэнергию в t-периоде. При следующих ограничениях:

1. Баланс поступления и расхода воды в водохранилище в t-м периоде

w;'+w(:_l) = wlp+w; wr = G;+G?t=Tj (5)

где левая часть баланса представляет собой приходную часть, т.е. W" - объем воды, поступивший в водохранилище в t-м периоде; V

Gf - объем воды, проходящий через турбины ГЭС; Gi - объем холостых попусков из водохранилища;

При t= 1 величина fV0" означает объем воды в водохранилище, переходящий в этот год из предыдущего.

2. Ограничение по использованию водных ресурсов

fxtjarj<iv; t = hf (6) i=l 1

3. Ограничение по использованию сельскохозяйственных площадей на

соответственных участках j

X Xk, - Sk к = 1К (7)

4. Ограничение на используемую электроэнергию в /-периоде

-гС;<С> Г = 1,Г (8)

5. Ограничение на требуемые объемы попусков водных ресурсов со стороны трансграничных водопотребителей в /-периоде

Где И? требуемый объем попусков воды в периоде.

В этом случае, требуемый расход воды из водохранилища, в интересах потребителей, расположенных ниже по течению реки Й образовывается за счет объема воды из водохранилища, расходуемый в 1-м периоде за вычетом объема воды, идущего на орошение сельскохозяйственных культур в соответствующих периодах.

6. Неотрицательность переменных

хк),с:Д>о к = ? = (10)

Решение по модели (4)-(10) зависит от величины, нг т.е. от выпонения требований потребителей, расположенных ниже по течению реки. Учет трансграничного аспекта, т.е. объем водных ресурсов, в которых заинтересовано потребителей, расположенных ниже по течению реки зависит от задания величин И*. Соответственно, в этом случае может не быть достигнуто оптимальное решение, т.е. в этом случае необходимо выработать экономический механизм согласования решений по нахождению оптимального варианта распределения водных ресурсов, по изменение режима работы водохранилища в пользу других заинтересованных государств, с предоставлением с их стороны соответствующих компенсаций.

Основываясь на сформулированном принципе, предлагается следующий вариант согласования интересов стран, расположенных в бассейне реки:

I этап. Определим оптимальный план использования водных ресурсов для страны, находящейся выше по течению реки. Для этого решаем оптимизационную экономико-математическую модель (4)Ч(10), без ограничения (9). Обозначим значение целевой функции модели Р0.

II этап. Определяем требуемые объемы попусков воды для соответствующих периодов в интересах страны, расположенной ниже по течению реки .

III этап. Решаем модель (5) - (12) с учетом величины . В этом случае обозначим через значение целевой функции Р|. Тогда величина

АГ=ГгРо (11)

определит экономический ущерб, нанесенный региону от изменения оптимального для региона режима сработки водохранилищ. Соответственно, это определит размер компенсационных выплат со стороны второго государства.

В этой главе также приведены методические подходы по учету влияния трансграничного загрязнения атмосферы. Рассматривается следующая ситуация. В регионе имеется п промышленных предприятий, каждое из которых выбрасывают определенные объемы загрязняющих веществ й, (1=1,п). Кроме того на региональный уровень загрязнения влияет трансграничный выброс в объеме в . Для этого случая предложена методика нахождения оптимального решения, при различных вариантах

внешних условий, т.е. экономических, экологических и других ограничений, накладываемых на участников данной экономической ситуации.

Рассмотрены следующие варианты: Вариант А. Достижение требуемых нормативов качества атмосферы при минимуме затрат на проведение природоохранных мероприятий. Формализация этой постановки задачи будет следующей. Целевая функция модели минимизация суммарных затрат на очистку загрязняющих веществ:

сгМ) + /?(^)->тт (12)

где - стоимость очистки единицы объема загрязняющих веществ на /-м предприятии;

Р - стоимость очистки единицы объема трансграничных загрязняющих веществ;

- объем очистки загрязняющих веществ на -предприятии;

в - объем очистки трансграничных загрязняющих веществ.

При следующих ограничениях:

1. Выпонение условий достижение нормативов ПДК. Здесь Япк -соответствует уровню объема загрязняющих веществ на уровне ПДК.

{с11-71)+в-в<кпж (13)

2. Неотрицательность переменных

1Дд20 (14)

В данной постановке определяется суммарная стоимость достижения требуемого уровня качественного состояния атмосферы. Допустим, что <1

В этой постановке вызывает затруднения решение трансграничных вопросов, т.е. нахождение источника финансирования. Как показывает международная практика, в случае трансграничного переноса загрязняющих веществ, страну -источника загрязнений мало интересует ущерб, наносимый другой стране. В данном случае можно предложить следующее решение, которое находится исходя из предположения, что необходимо минимизировать суммарные затраты на очистку выбросов и ущерб, причиненный сбросом загрязняющих веществ. Естественное поведение трансграничного источника загрязняющих веществ состоит в сокращении затрат на очистку _ сточных вод и его стратегия будет заключаться в минимизации функции Р(9 ) . Это соответственно, вызовет возрастание экономического ущерба для второй страны. Таким образом, необходим экономический механизм, позволяющий найти оптимальную стратегию затрат на природоохранные мероприятия, чтобы достичь максимально возможного уровня экологической безопасности.

На наш взгляд, один из возможных вариантов решения этой проблемы состоит в формировании централизованных источников финансирования экологической безопасности. В таком случае экономическая ответственность за обеспечение экологической безопасности возлагается не только на ее нарушителей (принцип "загрязнитель платит"), но и на потенциальные жертвы ("жертва платит"). В приведенном примере принцип "жертва платит" относится ко второй стране, так как

причиняемый ей ущерб возникает от трансграничного переноса загрязняющих веществ. В данном случае ему выгоднее вкладывать средства не только на уменьшения сброса внутренних загрязнений, а также и на повышение уровня очистки трансграничных загрязняющих веществ. Иначе говоря, необходимы такие экономические механизмы, при применении которых оптимизируется природоохранная стратегия в случае трансграничного переноса загрязняющих веществ.

Вариант Б. Достижение нормативов качественного состояния атмосферы, соответствующего экономическом}' оптимуму загрязнения, при котором прирост затрат на проведение природоохранных мероприятий равен приросту экономического ущерба от загрязнения воздушного бассейна региона.

Для решения поставленной задачи предложим следующую итерационную процедуру.

Первый этап. Сформулируем оптимизационную модель минимизации экономического ущерба от загрязнения воздушного бассейна при заданном объеме затрат на проведение природоохранных мероприятий. Целевая функция модели -минимум экономического ущерба от загрязнения воздушного бассейна региона

F = /(,+0)- шш (16)

При следующих ограничениях:

Ограничение на использование затрат на проведение природоохранных мероприятий

(4 )+/?()<*: (17)

Где К - заданный объем затрат на проведение природоохранных мероприятий.

2. Неотрицательность переменных

Л,,в (18)

Второй этап. Используя решение оптимизационной модели (16)-(18), сравниваем величину экономического ущерба от загрязнения воздушного бассейна региона, т.е. значение целевой функции модели Бо и заданный объем затрат на проведение природоохранных мероприятий К. Искомое решение находится из итерационной процедуры

Экономический смысл данной итерационной процедуры заключается в том, что прирост затрат на проведение природоохранных мероприятий приросту экономического ущерба от загрязнения атмосферы, т.е. достигается качественное состояние воздушного бассейна, соответствующему экономическому оптимуму загрязнения.

В результате проведенных расчетов определяются значения предельно допустимых выбросов di для г'-го предприятия региона. Используя полученные ограничения (предельно допустимые выбросы) далее решается задача определения стратегии промышленного предприятия по нахождению оптимальной структуры затрат на природоохранные мероприятия.

В общем виде задачу можно сформулировать следующим образом. Требуется найти объемы выпуска продукции X и объемы улавливаемых отходов (вредных веществ) - Y, таким образом, чтобы максимизировать прибыль от выпуска продукции и минимизировать затраты на достижение требуемого уровня выбросов в атмосферу

I М, н N _

max (19)

( = 1 m,= 1 h=1 л = 1

i - индекс вида выпускаемой продукции (/ = 1,1); _

Щ - технологический способ выпуска г'-го вида продукции (т, = 1, , А/,);

п -индекс видов производственных отходов (вредных веществ) (и = 1, N) ;

h - индекс технологии очистки от выбросов производственных отходов в водный бассейн;

Р,~ пена единицы i -й продукции;

Sm, - затраты на единицу выпуска (-ой продукции по т, -му технологическому способу;

gi,m, - объем Л-го вида производственных отходов, при производстве единицы выпуска,, г'-ой продукции по т, -му технологическому способу;

- затраты на утилизацию единицы л-го вида отхода (вредного вещества), по h -технологии очистки, зависящая от объема утилизируемых отходов;

- норма затрат капитальных вложений на производство единицы г-ой

продукции;

Д - нижний уровень выпуска г'-го вида продукции;

К - объем капитальных вложений, предназначенных на природоохранные мероприятия;

- объем выпуска i'-ой продукции;

Хт. - объем выпуска /-ой продукции по т, -му технологическому способу;

Yh" - объем улавливания отхода (вредного вещества) п-то вида h-м технологическим способом очистки.

В модели также введены ограничения на выпуск продукции, использование ресурсов.

Модель является нелинейной, т.к. затраты на улавливание зависят от коэффициента предельно возможного технологического соотношения между

улавливанием и поступающими в окружающую среду частями образовавшихся отходов, т.е. затраты зависят от объема улавливания отходов. Другими словами, чем больше глубина их очистки, тем больше затраты на улавливание, т.е. с возрастанием размеров затрат, связанных с очисткой, возрастает количество уловленных вредных веществ (отходов).

Нелинейность вышеупомянутых коэффициентов затрудняет практическую реализацию модели. Применительно к разработанной модели предлагается следующая процедура, с помощью которой задача сводится к линейной.

Нелинейную функцию 5 = (здесь и в дальнейшем индексы /, п, 1г -опускаются с целью сокращения записи) заменим кусочно-постоянной функцией 5 = 5,(у). Для этого на достаточно малой е-окрестности значение функции 5(_у) заменяется постоянной величиной - средним значением этой функции на данном отрезке (рис.4).

Рис. 4 Схема аппроксимации

Геометрическая интерпретация метода решения представлена на рис.4.

Таким образом, нелинейная задача сводится к линейной, при этом целевая функция принимает вид

i X (р, - Smi)Xmi-X sir; => max (20)

1=1 m,= 1 h = l л=1 /=1

Представленная оптимизационная экономико-математическая модель позволит определить минимум затрат на достижение заданных ограничений по промышленному сбросу. При этом требуемое ограничение достигается сочетанием выбора природоохранных технологий производства продукции и организацией утилизации производственных отходов.

В третьей главе Основные направления совершенствования управления природопользованием Согдийской области Республики Таджикистан приводится анализ использования водных ресурсов в условиях регулирования стока и с учетом ограничений на их качественное состояние.

Для разработки оптимального использования водно-энергетических ресурсов региона характерно, что решение этой проблемы имеет ярко выраженный трансграничный аспект. Для бассейна р. Сырдарья, в зону формирования стока входят Токтогульская (Кыргызстан), Андижанская (Узбекистан) и Кайраккумская (Таджикистан) ГЭС с регулирующими водохранилищами. Режим работы Кайраккумской ГЭС зависит от попусков воды из Токтогульского водохранилища и от требований водопотребителей, находящихся в низовьях. В этой связи основные проблемы в области совместного использования водных ресурсов в регионе возникают по поводу:

Х количества воды, потребляемой на производство электроэнергии и направляемой на орошение;

Х временного графика предоставления воды;

Х механизма компенсации за накопление и хранение воды;

Х принципов распределения воды среди потребителей;

Х качества воды.

Учет потребностей ниже расположенных водопотребителей связан с ирригационным графиком, т.е. они заинтересованы в максимальной сработке водохранилища в вегетационный период.

Критерием оптимизации работы Кайраккумского гидроузла в национальном энергетическом режиме является максимизация выработки электроэнергии в период октябрь-май, без каких-либо допонительных условий и ограничений на остальной период года.

Ч Ч ирригационный режим энергетический режим

Рис. 5 Сработка водохранилища в ирригационном и энергетическом режимах

На рис.5 представлены вариантные расчеты по работе Кайраккумского гидроузла в энергетическом режиме, рассчитанные по модели (4)-(10). Согласно рис. 5 энергетический режим определяет увеличение объема производства электроэнергии в зимний период (на рис. 5 начало сработки водохранилища начинается с октября).

На режимы сработки водохранилища также влияет и введение ограничений на качественное состояние водных ресурсов. На рис. 6 приведены расчеты соответствующих режимов. Как видно из графика режима сработки в период интенсивного сброса загрязнений с сельскохозяйственных площадей, жестко заданные ограничения предопределили увеличение попусков воды в этот период,

иначе говоря, увеличися ассимилятивный потенциал. Соответственно, уменьшилась выработка электроэнергии в зимние месяцы.

~ режиме ограничением ПДК

энергетическим режим

Рис. 6 Сработка водохранилища в энергетическом режиме и с учетом ограничений на качество водных ресурсов. В табл.1 приведены расчеты по различным режимам (ирригационном, энергетическом и с ограничением ПДК).

Таблица 1

Попуски из водохранилища в ирригационном режиме Выработка электроэнергии в ирригационном режиме Попуски из водохранилища в энергетическом режиме Выработка электроэнергии в энергетическом режиме Попуски из водохранилища в режиме с ограничением цдк Выработка электроэнергии в режиме с ограничением ПДК

1400,00 74,67 1520,00 81,07 1520,00 81,07

1450,00 77,33 1700,00 90,67 1650,00 88,00

1580,00 84,27 1980,00 105,60 1900,00 101,33

1650,00 88,00 2140,00 114,13 2000,00 106,67

1610,00 85,87 2050,00 109,33 1880,00 100,27

1630,00 86,93 2130,00 113,60 1970,00 105,07

1700,00 Х 90,67 2110,00 112,53 2110,00 112,53

1750,00 93,33 1940,00 103,47 2040,00 108,80

2100,00 112,00 1720,00 91,73 1820,00 97,07

2100,00 112,00 1350,00 72,00 1450,00 77,33

1800,00 96,00 900,00 48,00 1200,00 64,00

1500,00 80,00 730,00 38,93 730,00 38,93

Как уже было отмечено, региональные интересы заключаются в максимальной выработке электроэнергии в зимний период. В табл.2 приведены вариантные расчеты выработки электроэнергии в период ноябрь-март.

Таблица 2

Месяцы Выработка в ирригационном режиме (мн .квт/ч) Выработка электроэнергии в энергетическом режиме (мн.квт/ч) Выработка электроэнергии в режиме с ограничением ПДК (мн.квт/ч)

Ноябрь 84,27 105,60 101,33

Декабрь 88.00 114,13 106,67

Январь 85.87 109.33 100,27

Февраль 86.93 113.60 105,07

Март 90.67 112.53 112,53

Общий объем 435,73 555,20 525,87

Из табл.2 видно, что по сравнению с энергетическим режимом выработка электроэнергии в зимний период при ирригационном режиме уменьшилась на 119,47мн. квт/ч. Эта величина дожна быть компенсирована страной-потребителем ирригационного стока. Сложность проблемы состоит в определении согласованного экономического механизма проведения компенсационных расчетов.

Приведенные вариантные расчеты показывают применимость экономико-математической модели водных ресурсов в режиме сезонного регулирования стока.

В работе также проведены экспериментальные расчеты по модели задача определения стратегии промышленного предприятия по нахождению оптимальной структуры затрат на природоохранные мероприятия. Для этого на основе статистических данных были получены функциональные зависимости затрат на снижение сброса загрязняющих веществ.

В табл.3 приведены полученные зависимости. Коэффициенты детерминации И2 показывают практическую применимость зависимостей.

Таблица 3

Определение функциональных зависимостей затрат на снижение сброса __загрязняющих веществ__

№ Предприятие Вид функциональной зависимости затрат на снижение сброса загрязняющих веществ Коэффициент детерминации Я1

1. ТК Сити V = 1956,5еи'и11 = 0,9539

2. СП Чавони у = 1881,2 е-'""51 К1 = 0,9686

3. 000Апрелевка У= 1678,4е-и'"и'1 Я' = 0,9715

4. ОАО Востокредмег у = 1975,бе-0,0061 Л2 Ч 0,9194

5. СП ВТ-Сик у = 2494е-|М1" И2 = 0,9804

По данным зависимостям были проведены экспериментальные расчеты по модели нахождения оптимальной структуры затрат на природоохранные мероприятия.

На основе анализа и обобщения полученных результатов можно сделать следующее заключение.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования по проблемам природопользования региона позволили сформулировать основные выводы, содержащие следующие положения.

1. Анализ современного этапа развития мирового сообщества показывает усиление глобализационных процессов, которые создают предпосыки для создания условий оптимального использования и охраны имеющихся видов природных ресурсов. В частности, подписан целый ряд международных договоров, регламентирующих сброс загрязняющих веществ в атмосферу (например, Киотское соглашение), квотирование добычи редких и исчезающих видов промысловых животных и т.д.

2. Одним из основных факторов, влияющих на устойчивое развитие мирового хозяйства, является наличие водных ресурсов и их качественное состояние. Наблюдающееся неравномерное распределение как по территории, так по периодам усиливает решение проблемы дефицита водных ресурсов. Вместе с тем, особенности использования водных ресурсов и решения проблемы их оптимального распределения предопределяет также развитие регионализации, предусматривающей интеграцию совместной деятельности стран, имеющих общий источник поступления воды. Примером такого региона является Центральная Азия, которая расположена в бассейнах двух рек, Амударьи и Сырдарьи.

3. Перспективы экономического развития стран Центральноазиатского региона показывает, что дальнейшее закрепление макроэкономической стабилизации в условиях становления рыночной экономики предполагает формирование и развитие теоретико-методологических принципов взаимообусловленного и взаимосвязанного использования водно-энергетических ресурсов. Решение проблем оптимального использования водных ресурсов требует разработки комплекса правовых, экономических, организационных и других мероприятий, предусматривающих учет сложившегося разделения труда, имеющихся природных ресурсов, накопленного производственного потенциала и других особенностей региона.

4. Основные противоречия совместного использования водных ресурсов в Центральноазиатском регионе обострились после распада Советского Союза, когда коренным образом изменилось политическая и экономическая ситуация. По отношению к режимам водопотребления все страны региона можно разделить на две группы. К первой группе относятся Таджикистан и Киргизия, которые расположены в зонах формирования стока основных рек региона - Амударьи и Сырдарьи. Эти страны обладают большими гидроэнергетическими ресурсами и в тоже время испытывают дефицит в альтернативных источниках энергии, таких, как нефть, уголь, газ и др. Поэтому они заинтересованы в таком режиме сработки водохранилищ, при котором наибольшая выработка электроэнергии происходит в периоды пиковых нагрузок, т.е. в зимний период. Вторая группа включает Узбекистан, Казахстан и Туркмению. Эти страны обладают большими запасами таких источников энергии, таких, как нефть, уголь, газ и др. В то же время они испытывают дефицит водных ресурсов в вегетационный период, на орошение

сельскохозяйственных культур. Быстрый прирост населения региона требует увеличения продовольственного обеспечения, т.е. рост площадей орошаемого земледелия, соответственно увеличивает объем используемых водных ресурсов. Увеличивающийся объем безвозвратного водопотребления предопределил крупнейшую экологическую катастрофу нашего времени - наблюдаемый процесс гибели Аральского моря.

5. Регулирование стока рек водохранилищем или каскадом водохранилищ ставит проблему нахождения режима сработки воды в условиях сезонного или многолетнего регулирования. при котором учитывались интересы водопотребителей как в региональном разрезе, так и с учетом трансграничного аспекта. Многовариантный характер существующих решений нахождения режимов сработки водохранилищ предопределяет необходимость использования методов экономико-математического моделирования. Для согласования интересов водопотребителей разработана процедура, основным модульным блоком которой является оптимизационная использовании водных ресурсов в условиях сезонного регулирование стока. Для условий Кайраккумского водохранилища проведены вариантные расчеты, которые показали применимость использования предложенной экономико-математической модели. Изменение стока сработки водохранилища в интересах других государств предопределяет необходимость разработки компенсационного механизма.

6. Усиление антропогенного воздействия на окружающую среду показывает также важность разработки механизмов снижения выбросов загрязняющих веществ. Для этого необходимо создание информационной системы проведения мониторинга над состоянием окружающей среды на межрегиональном и межгосударственным уровнях.

IV. Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях (курсивом даны публикации в изданиях, рекомендованных ВАК):

1. Некоторые вопросы разработки методологии эффективного использования природных ресурсов. //Известия Академия наук Республики Таджикистан. Серия: экономика 2008, №3-4 (И-2). (в соавторстве) -0,55 пл. (лично автора-0,3 5 пл.).

2. Моделирование вопросов согласования интересов между ирригацией и гидроэнергетикой: трансграничный аспект. //Вестник Таджикского государственного университета права, бизнеса и политики. №1(49). Худжанд. 2012. 0,35 пл.

3. Двухуровневая модель охраны воздушной среды региона с учетом трансграничного аспекта. //Вестник Таджикского национального университета. 2012. №4. 0,5 пл.

Публикации в журналах и сборниках научных трудов, опубликованные доклады конференций.

4. Оптимизация производственной структуры предприятий с учетом региональных ограничений на качество окружающей природной среды. //Сборник научных работ преподавателей Таджикского государственного университета коммерции. Душанбе. ТГУК. 2005. (в соавторстве).-!),4 п.л.. (лично автора -0,2 пл.).

5. Вопроси использования трансграничных водных ресурсов в условиях регулирования стока. //В сб.: Материалы Республиканской научно-практической конференции Таджикистан в мировом хозяйстве, посвященной 15-летию Таджикского государственного университета коммерции. - Душанбе, 2007. (в соавторстве).-0,45 п.л. (лично автора -0,2 п.л.).

6. Моделирование охраны водных ресурсов: трансграничный аспект. /Материалы Республиканской научно-практической конференции Основные направления внешнеэкономической деятельности республики Таджикистан посвященной 15-летию независимости Республики Таджикистан. Душанбе, 2007. В соавторстве.-0,35 п.л. (лично автора- 0,2 п.л.).

7. Моделирование использования водных ресурсов Центральной Азии в условиях регулирования стока. //Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 15-летаю КазАТиСО Теоретические и практические аспекты социально-экономического и политического развития Республики Казахстан, Центральной Азии и стран СНГ на современном этапе. Аматы, Казахстан, 2009. (в соавторстве).-0,35 пл.. (лично автора -0,2 п.л.).

8. Учет трансграничного аспекта при использовании водных ресурсов в условиях регулирования стока водохранилищем. //Вестник института предпринимательства и сервиса. №23. Душанбе. 2011. (в соавторстве).-0,5 п.л. (лично автора -0,2 пл.).

9. Вопросы учета трансграничного аспекта при достижении требуемых качественных характеристик атмосферы региона. //Актуальные вопросы экономических наук. Сборник материалов XIX международный научно-

практической конференции. Новосибирск,. 2011. (в соавторстве).-0,35 п.л. (лично автора -0,15. л.).

10. Разработка оптимизационной модели определения производственной структуры предприятия с учетом ограничений на качество окружающей природной среды. //Материалы междуйародной научно-практической конференции Теоретические и практические аспекты социально-экономического и политического развития стран Центральной Азии Аматы, Казахстан, лTST company 2010. (г. соавторстве).-0,5 п.л.. (лично автора -0,2 п.л.).

11. Вопросы разработки оптимальной стратегии водных ресурсов региона. //Материалы международной конференции на тему Экономический рост в условиях глобализации (11-12 июня 2011г.) - Душанбе, 2011. (в соавторстве).-0,35 п.л. (лично автора -0,2 п.л.).

Сдано в набор 27.03.2012 Разрешено в печать 27.03.2012 Формат 60x84 '/Д. Тираж 100 экз. №53

Отпечатано в типографии Сохибкор Института предпринимательства и сервиса Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан г. Душанбе, пр. Борбад, 48/5

Похожие диссертации