Геоэкологические аспекты функционирования природно технических систем

Геоэкологические аспекты создания и функционирования природно-технических систем.

С позиций системного подхода окружающая человека среда рассматривается как система. Применительно к объектам земной природы мы говорим о географических системах — геосистемах. «Система» означает совокупность объектов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство. Понятие «географическая» обозначает принадлежность к Земле, наличие территориальной упорядоченности. Различаю геосистемы, состоящие только из элементов природы — природные геосистемы; и геосистемы, состоящие из элементов природы, населения и хозяйства — интегральные геосистемы.

Геосистема природная — это участок земной поверхности, где отдельные компоненты природы находятся в тесной связи друг с другом, и который как целое взаимодействует с соседними участками, космической сферой и человеческим обществом. Природные геосистемы могут иметь различные размеры.

Интегральная геосистема — это сложное территориальное (пространственно-временное) образование, включающее в себя такие элементы (подсистемы) как природа, население, хозяйство; или природа и общество (в которое включается население и хозяйство) с его различными видами деятельности (производственной, бытовой, культурной, рекреационной). Интегральные геосистемы обладают двойственной качественной природой. С одной стороны, сохраняя природные свойства, они развиваются и живут по природным законам; с другой стороны они имеют качества социальные, общественные, которые определяются прежде всего законами развития общества. Интегральные геосистемы имеют различные размеры и разные уровни сложности.

Интегральной системой глобального уровня можно считать всю суперсистему «природа-общество». К интегральным геосистемам регионального или локального уровня могут быть отнесены производственные геосистемы, демоэкологические, рекреационные, природно-хозяйственные, природно-технические.

Природно-техническая геосистема — это вариант интегральной геосистемы, в которой на первый план выходит взаимодействие природы и техники. Это не только такие геосистемы в которых технические устройства выступают как непосредственный элемент системы (промышленные системы), но и такие, деятельность которых в значительной степени определяется искусственными условиями, создаваемыми в результате использования тех или иных технических средств (сельскохозяйственные, лесохозяйственные, охраняемые).

Таким образом, только с помощью комплексного системного подхода выдвигается на первое место важность сохранения всей природы, всей окружающей среды как целого.

Геоэкологические аспекты создания и функционирования природно-технических систем.

Выделяются специфичные по взаимодействию с окружающей природной средой типы природно-технических систем, определяющих основные техногенные факторы деградации естественной природной среды, а именно: транспортные, нефтегазодобывающие, гидротехнические и водохозяйственные, селитебные.

К группе транспортных природно-технических систем относятся железнодорожные, автодорожные, трубопроводные ПТС, а т.ж. линии электропередач. Общими признаками этих систем является линейное протяжение, большие объемы земляных работ при их сооружении, трансрегиональный характер.

Приближение трасс ж/д и автодорог, трубопроводов к месторождениям песчано-гравийных и обломочных грунтов нередко осуществляется с нарушением норм проектирования в районах с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями, что вызывает ряд сложных проблем в управлении функционированием ПТС. Другая проблема — сложность осуществления оперативного обоснования управляющих решений по инженерной защите, поскольку протяжение линейных ПТС часто достигает тысячи и более км, а пролегание трасс линейных сооружений в различных ландшафтно-климатических и инженерно-геологических условиях требует различных методологических подходов к проведению геотехнических исследований. Третья проблема вытекает из первых двух и заключается в сложности осуществления рекультивации нарушенных при строительстве земель как способа не только восстановления экологического равновесия в зоне влияния ПТС на окружающую среду, но и обеспечения равновесного состояния в самой ПТС. При нарушениях почвенно-растительного покрова в полосе отчуждения возникают активизация и развитие опасных природно-техногенных процессов, выводящих систему из равновесного состояния.

К гидротехническим и водохозяйственным можно отнести ПТС, в функционировании которых принимает участие водная составляющая, в частности гидроэнергосистемы, портовые и причальные сооружения, водоотводящие каналы плотин, очистных сооружений, водохранилища. Общие проблемы в функционировании этих систем — предотвращение разрушительного действия водных потоков и загрязнения водных ресурсов. Разрушительное действие водных потоков приводит не только к деформациям инженерных сооружений (причалы, обделка каналов, очистные сооружения, плотины), но и к ухудшению качества элементов среды обитания (разрушение берегов, фильтрационные потери воды, загрязнение горных пород и подземных вод при утечках промстоков, в т.ч. радиоактивных, развитие заболачивания, ухудшение качества воды, почв и пастбищ). Все это в комплексе определяет высокие требования к геоинформационному обоснованию инженерных решений на всех стадиях создания и функционирования гидротехнических и водохозяйственных ПТС.

К нефтегазодобывающим ПТС относятся объекты промышленной инфраструктуры нефтегазовых месторождений. В большей части они не имеют в производственном цикле полностью безотходных технологий и сбрасывают или захороняют отходы производства, что нередко приводит к ухудшению качества среды обитания. По своей инфраструктуре они содержат в себе не только элементы транспортных, гидротехнических и водохозяйственных ПТС со всеми их негативными влияниями на состояние окружающей среды, но и специфические производственные комплексы по добыче, переработке, хранению и утилизации углеводородного сырья и отходов по их переработке. Результаты деятельности этих комплексов сопряжены с чрезвычайно высокой степенью загрязнения атмосферы, почв и горных пород, поверхностных и подземных вод, что в конечном итоге снижает качество биологических ресурсов и практически делают невозможным их самовоспроизводство.

За счет извлечения из недр нефти, газа и воды происходят просадки земной поверхности, площади которых все более увеличиваются в связи с освоением новых районов добычи. В результате повышается уровень грунтовых вод, что приводит к подтоплению сооружений и населенных пунктов. Для решения этой проблемы необходимы как разработка технологий выполнения мелиоративно-осушительных и водоотводящих мероприятий, так и корректировка генеральных схем развития населенных пунктов с учетом снижения объемов техногенного воздействия и с поэтапным выводом промышленных зон за пределы городских агломераций. Наибольшая опасность связана с исчерпавшими свой ресурс старыми трубопроводными системами, аварийные прорывы которых создают социально-экологическую напряженность.

Проектирование новых объектов нефтегазодобычи необходимо осуществлять с учетом требований по безопасности ПТС, для чего необходимо выполнение специальных прогнозно-оценочных исследований с применением современных методов и технологий, результаты которых должны быть положены в основу разработки проектных решений по размещению, конструктивным особенностям сооружений и инженерной защите сооружений и окружающей среды.

Примером селитебных природно-технических систем являются урбанизированные территории, иначе говоря, города, городские агломерации. Здесь, как правило, происходят интенсивные прямые и косвенные антропогенные воздействия на все природные компоненты, в первую очередь, на воздух от стационарных и передвижных источников загрязнения, на воды поверхностные и подземные, осуществляется активизация антропогенно обусловленных экзогенных процессов, сокращается биоразнообразие, повышается содержание в природной среде веществ, ранее ей несвойственных. Всё это вызывает появление и развитие геоэкологических проблем, обуславливающих те или иные по степени интенсивности геоэкологические ситуации, которые необходимо оптимизировать различными способами и приемами с целью восстановления здоровой природной среды как главного условия существования человека.

Источник

Тема 4. Геоэкологические проблемы функционирования природно-технических и техногенных систем

Геоэкологические аспекты энергетики. Структура производства и потребления энергии, ее изменения в прошлом и прогноз. Экологические проблемы различных видов производства и потребления энергии. Экологи­чески чистые и возобновимые источники энергии. Проблемы окружающей среды и альтернативные энергетические стратегии человечества.

Геоэкологические аспекты сельскохозяйственной деятельности. Экологические проблемы земледелия (водная и ветровая эрозия почв, засо­ление, заболачивание, интенсификация миграции химических соединений, усиление стока наносов, последствия применения удобрений и пестицидов, уплотнение почв): распространение, факторы, последствия, экономика, управление. Экологические проблемы животноводства и скотоводства. Экологически устойчивое и экологически чистое сельское хозяйство.

Геоэкологические аспекты разработки полезных ископаемых. Типы добычи полезных ископаемых в связи с использованием природных ресур­сов и загрязнением окружающей среды. Вопросы организации территории и перспективного планирования управления качеством окружающей среды при освоении месторождений полезных ископаемых.

Геоэкологические аспекты промышленного производства. Экологи­ческие проблемы функционирования промышленности. Типы промышлен­ности в связи с использованием энергии, сырья и материалов и загрязнением окружающей среды. Управление выбросами, сбросами и отходами промышленности (технологические, экономические, административные и юридические подходы). Этические проблемы. Промышленные катастрофы и меры защиты.

Геоэкологические аспекты транспорта. Экологические последствия различных видов транспорта (авиационный, автомобильный, железнодо­рожный, водный, трубопроводы, ЛЭП). Стратегии сокращения затрат при родных ресурсов и загрязнения окружающей среды.

Геоэкологические аспекты урбанизации. Тенденции урбанизации. Экологические проблемы урбанизации: техногенные биогеохимические аномалии, качество воздуха, водоснабжение и канализация, удаление и переработка отходов, использование земель.

Тема 5. Геоэкологические факторы здоровья человека

Определение понятий «здоровье человека» и «качество жизни». Эко­логическая безопасность. Химические нарушения состояния окружающей среды и здоровье населения. Загрязнение компонентов окружающей среды (воздух, вода, почва, пища) и состояние здоровья. Радиоактивное загрязне­ние. Экологически обусловленные заболевания, связанные с переносчиками. Производственная среда.

Тема 6. Методы и методология анализа геоэкологических проблем и управления экологическим состоянием природных и природно-техногенных объектов

Методы анализа геоэкологических проблем (биологические, геогра­фические, геологические, системно-аналитические, химические, физиче­ские и др.). Методы геоэкологического мониторинга концепция несущей способности (потенциальной емкости) территории.

Стратегии выживания человечества (теория ноосферы, неомальтузи­анство, рыночные подходы). Стратегия устойчивого развития и ее анализ. Принципы устойчивого развития. Различие между ростом и развитием. По­нятие об экологической экономике. Геоэкологические индикаторы.

Вопросы управления окружающей средой на локальном, националь­ном и международном уровнях: экономика, право, администрация, полити­ка. Международное экологическое сотрудничество и механизмы его существования. Необходимость экологизации социально-экономических про­цессов и институтов как важнейшее средство выживания человечества.

Источник