Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Ярощук Олеся Николаевна

Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов
<
Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ярощук Олеся Николаевна. Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.36, 25.00.35 Москва, 2005 147 с. РГБ ОД, 61:06-5/1370

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Роль рекультивации земель в обеспечении устойчивого состояния углепромышленных территорий 11

1.1. Устойчивое развитие и его индикаторы 11

1.2. Нарушение земель при открытых горных работах.18

1.3. Нарушение земель открытыми разработками в угольной промышленности 19

1.4. Обобщенная характеристика рекультивациоиной деятельности 21

1.4.1. Рекультивация земель с точки зрения обеспечения экологической безопасности углепромышленных территорий 21

1.4.2. Динамика рекультивации нарушенных угледобывающими предприятиями земель в России 26

1.4.3. Рекультивация нарушенных угледобывающими предприятиями земель за рубежом 30

Глава 2. Методические основы выбора направления рекультивации, позволяющего обеспечить экологическую безопасность территорий 34

2.1. Направления рекультивационных работ 34

2.1.1. Перечень направлений рекультивации 34

2.1.2. Факторы, влияющие на выбор направления рекультивации 35

2.2. Последовательность рекультивационных работ 36

2.2.1. Проектный этап — содействие развитию системы экологического менеджмента 36

2.2.2. Технический этап - формирование каркаса восстанавливаемых земель 39

2.2.3. Биологический этап — использование воспроизводящих технологий 45

2.2.4. Объединенный модуль рекультивационных работ 47

2.3. Инновационный потенциал рскультивационных работ 50

2.3.1. Экологическая безопасность как основа для разработки инновации 50

2.3.2. Статистические модели, используемые при принятии решении 50

2.3.3. Предпочтение метода Дельфи для прогнозирования рекультивационных работ

Глава 3. Метод выбора рационального направления рекультивации с использованием геоинформационного картографирования и структурно-логической модели 56

3.1. Этапы метода

3.2. Составление анкеты и опрос экспертов

3.2.1. Подбор экспертов

3.2.2. Формирование 1 блока экспертизы - выявление факторов, значимых при определении рационального направления рекультивации

3.2.3. Обзор выявленных параметров, подлежащих экспертной оценке

3.2.4. Формирование 2 блока экспертизы - определение вклада каждого фактора для принятия решений 85

3.3. Анализ экспертных оценок 86

3.4. Применение ГИС-технологии при выборе рационального направления рекультивации 90

3.4.1. Понятие географической информационной системы

3.4.2. Источники данных для ГИС 92

3.4.3. Модели пространственных данных 94

3.4.4. Создание комплексной карты на основе ГИС

3.5. Создание итогового программного обеспечения и методики 1ПП

Глава 4. Реализация и оценка методики выбора рационального направления рекультивации нарушенных земель 104

4.1. Реализация на примере разреза «Распадский» Кузнецкого угольного бассейна 104

4.2. Оценка методики выбора рационального направления рекультивации нарушенных земель 108

Заключение 112

Список литературы 114

Приложение 129

Введение к работе

Актуальность работы. По экспертным оценкам, для 55 % территории России самой острой признана проблема нарушения земель в процессе хозяйственной деятельности и невыполнения обязательных работ по их рекультивации. Для 30 % территорий эта проблема оценена как имеющая приоритетный характер. В их числе регионы с развитой добывающей промышленностью и с низким потенциалом самовосстановления экосистем на нарушенных землях (северные территории).

Ежегодно в угольной отрасли нарушается около 6 тыс. га земель при подземной и 120 тыс. га при открытой угледобыче. Основная часть нарушенных земель приходится на Кузбасс, где добыча угля осуществляется преимущественно открытым способом. В ближайшие годы устойчивые объемы добычи угля предполагается обеспечить за счет Кузбасса. Однако в этом регионе уже сейчас из-за значительных масштабов техногенных нарушений возникли экологические опасности. Проблема усугубляется массовым закрытием нерентабельных шахт и разрезов, при этом рекультивация нарушенных земель до настоящего времени не включена в перечень приоритетов среди экологических мероприятий.

В этих условиях актуальны изыскания по обеспечению экологической безопасности углепромышленных территорий. Такое обеспечение возможно посредством выбора рационального направления рекультивации нарушенных земель.

До настоящего времени при выборе направлений рекультивации превалировал хозяйственный подход, где вид рекультивационных работ определялся исходя из экономических возможностей или по видам землепользования до нарушения земель горными работами. Однако сегодня подход к выбору направлений рекультивации с учетом прежде всего экологических факторов в масштабе углепромышленных территориальных образований является критериальным для определения структуры

рекультивации земель в целях обеспечения безопасного уровня функционирования экосистем.

С учетом изложенного разработка метода выбора рационального направления рекультивации является актуальной научной и практической задачей, имеющей большое значение для обеспечения эффективного управления компонентами окружающей природно-техногеннои среды в целях экологически безопасного функционирования ландшафтов углепромышленных территорий.

Цель работы заключается в достижении безопасного уровня функционирования экосистем на углепромышленных территориях путем выбора рационального направления рекультивации нарушенных земель.

Идея работы состоит в том, что выбор рационального направления рекультивации земель, нарушенных открытым способом добычи угля, необходимо осуществлять с учетом геотехноморфологических, геоэкологических факторов и степени геодинамической опасности района.

Объект исследования: земли, нарушенные при открытой добыче угля.

Предмет исследования: методы выбора направления рекультивации нарушенных при открытых разработках земель.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались методы статистического, факторного и структурного анализа, экспертный метод Дельфи, компьютерное моделирование.

Современное состояние проблемы, цель и идея работы обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

  1. Проведение геоэкологического анализа земельных ресурсов в углепромышленном районе и инвентаризации видов рекультивационных мероприятий, предусматриваемых при ведении открытых горных работ;

  2. Выявление геотехноморфологических и геоэкологических факторов с учетом требований экологической безопасности углепромышленных территорий;

  1. Систематизация факторов с применением геоинформационной системы на основе экологического потенциала ландшафтов, плотности населения и медико-экологического районирования;

  2. Разработка метода выбора рационального направления рекультивации;

  3. Определение рационального направления рекультивации нарушенных земель с использованием геоинформационного картографирования и структурно-логической модели;

  4. Реализация метода на примере открытых горных работ в Кузнецком угольном бассейне;

  5. Выбор рационального направления рекультивации для одного из разрезов Кузбасса.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанный метод выбора рационального направления
рекультивации, учитывающий геотехноморфологические и геоэкологические
факторы, включающий систематизацию факторов и структурно-логическое
моделирование, позволяет обеспечить безопасный уровень
функционирования экосистем на углепромышленных территориях.

  1. Выбор рационального направления рекультивации базируется на систематизации выявленных факторов, полученной путем анализа многоуровневой и разнородной информации с применением геоинформационного картографирования по экологическому потенциалу ландшафтов, плотности населения и медико-экологическому районированию.

  2. Разработанная структурно-логическая модель выбора рационального направления рекультивации, основанная на ранжировании факторов и определении степени геодинамической опасности района, позволяет осуществить выбор рационального направления рекультивации нарушенных земель на углепромышленных территориях.

Научная новизна работы состоит в: - разработке метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях, отличающегося тем, что выбор

осуществляется с учетом экологического потенциала ландшафтов, медико-экологического районирования, степени геодинамической опасности района;

- систематизации выявленных геотехноморфологических и геоэкологических
факторов на основе геоинформационной системы (ГИС).

разработке структурно-логической модели выбора рационального направления рекультивации, отличающейся тем, что рациональное направление определяется по ранжированию направлений рекультивации, и учитывающей социальные, геоморфологические и ландшафтные характеристики окружающей среды;

Практическая значимость работы заключается в:

разработке методики выбора рационального направления рекультивации земель с учетом экологических факторов на углепромышленных территориях;

создании комплексной карты «Социо-медико-экологическая характеристика территорий» на основе ГИС;

создании программного обеспечения, реализующего методику выбора рационального направления рекультивации на ЭВМ;

определении для разреза «Распадский» Кузнецкого угольного бассейна рационального направления рекультивации с использованием структурно-логической модели и геоинформационной системы.

Реализация работы. Результаты исследований автора приняты ФГУДП «Тулапроект» для разработки проектов по рекультивации нарушенных горными работами земель, проектным экспертным центром МГГУ, использованы во «Временной методике расчета объема твердых отходов, накопившихся на закрываемых шахтах (разрезах), и номенклатуры исходной базы данных для формирования информационной поисковой системы выбора эффективных решений по их утилизации», а также спецкурсах для студентов Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова -«Моделирование изменений природной среды», Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В.

Ломоносова - «Биохимические процессы в социобиотехносфере», Московского государственного горного университета - «Физические, химические и биохимические процессы горного производства».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на научных конференциях «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2003, 2004, 2005 гг.), II Международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, РУДН, 15-18 сентября 2003 г.), Международном симпозиуме «Геотехнология: нетрадиционные способы освоения месторождений полезных ископаемых» (Москва, РУДН, 17-19 ноября 2003 г.), научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения проф. Г. Б. Гальдина (Пенза, ПГСХА, 2003 г.), V Международной научно-практической конференции «Состояние биосферы и здоровье людей» (Пенза, сентябрь 2005 г.), Международной конференции «Устойчивое развитие и экологический менеджмент» (Санкт-Петербург, 17-18 ноября 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 32 таблицы, 15 иллюстраций, список использованной литературы из 130 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность научным руководителям к.х.н. Елене Ивановне Хабаровой и д.ф-м.н. Владимиру Анатольевичу Светлосанову, сотрудникам кафедры «Инженерная защита окружающей среды» за ценные советы, внимание и помощь, оказываемые в процессе выполнения работы.

Нарушение земель открытыми разработками в угольной промышленности

Преобладающее развитие открытого способа добычи в угольных регионах страны приводит к масштабным ландшафтным и экологическим изменениям природной среды. Помимо количественного сокращения продуктивных земельных площадей в результате изъятия их из хозяйственного оборота при эксплуатации разрезов происходит значительное изменение структуры и состава поверхностного слоя земной коры, приводящее нередко к полной или частичной потере плодородия земельных угодий. Неблагоприятные изменения природного ландшафта дополняются нарушениями гидрологического режима и гидрогеологических условий местности.

Проблема негативного воздействия обостряется в связи с сосредоточением промышленного потенциала угледобывающего производства в результате комплексного размещения разрезов, котельных, углеобогатительных фабрик и вспомогательных подразделений вместе с их транспортной инфраструктурой, что приводит к изъятию земель, нарушению ландшафта, загрязнению и истощению вод, обезвоживанию и засолению почв, загрязнению атмосферного воздуха [14,15]. В угольной отрасли горными работами ежегодно нарушаются земли в зоне горных отводов общей площадью порядка 6 тыс. га при подземной добыче угля и 120 тыс. га на открытых работах [16].

В 1998 году предприятиями угольной отрасли было нарушено 1474 га земель. Основная часть нарушенных земель приходится на Кузнецкий угольный бассейн, месторождения Восточной Сибири и Дальнего Востока, где добыча угля осуществляется преимущественно открытым способом (рис. 2).

Основная причина увеличения общей площади нарушенных земель в Кузбассе - рост добычи угля и отсутствие адекватного увеличения объемов рекультивационных работ.

Так, например, на сегодняшний день в Кузбассе площадь нарушенных открытыми горными работами земель составляет более 6 тыс. га, подземными работами - около 2 тыс. га, что составляет более 10 % от общей площади данного района. Такая величина нарушений земли согласно «Критериям оценки экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия», утвержденных Министерством охраны окружающей среды, позволяет считать этот район зоной кризисной экологической обстановки (см. табл. 1).

В ближайшие годы устойчивые объемы добычи угля предполагается обеспечить за счет Кузбасса. Проблема усугубляется массовым закрытием нерентабельных шахт и разрезов, при этом рекультивация нарушенных земель до настоящего времени не включена в перечень приоритетов среди экологических мероприятий. С доведением уровня освоения этого района до намеченных показателей добычи угля это будет зона экологического бедствия уже лишь по величине нарушенных земель [17].

В этих условиях актуальны изыскания по обеспечению экологической безопасности углепромышленных территорий. Такое обеспечение возможно посредством выбора рационального направления рекультивации нарушенных земель. Экологическая доктрина РФ определяет цели, направления, задачи и принципы проведения в Российской Федерации единой государственной экологической политики на долгосрочный период. Она базируется на Конституции РФ, федеральных законах и иных нормативно-правовых актах, международных договорах в области охраны ОС и рационального использования природных ресурсов. Также в документе учитываются рекомендации Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.) и последующих международных форумов по вопросам ОС и обеспечения УР. Стратегической целью государственной экологической политики является: повышение качества жизни, улучшение здоровья населения и демографической ситуации, обеспечение экологической безопасности страны, сохранение природных систем, поддержание целостности и жизнеобеспечивающих функций природных систем для устойчивого развития [2]. В свою очередь, разработка стратегий устойчивого развития углепромышленных территорий неизбежно сопряжена с решением задач по охране ОС и региональной экологической безопасности, повышение которой достигается за счет сохранения и восстановления природных систем и их ресурсов. Углепромышленные территории - это совокупность локальных углепромышленных территориальных подсистем в границах субъекта РФ, характеризующихся перспективами развития угольной отрасли или её полным (частичным) свертыванием в связи с реструктуризацией [18]. В работе под экологической безопасностью понимается устойчивое состояние углепромышленной территории с такой степенью защищенности ее окружающей среды, при которой обеспечиваются нормальные условия жизнедеятельности людей с учетом уровня антропогенных и природных воздействий на окружающую среду [19]. К вопросам экологической безопасности относятся: определение и оценка комплекса факторов экологической опасности, проявляющихся на данной территории; районирование территории по устойчивости к проявлению факторов экологической опасности; составление и ведение кадастра объектов воздействия на окружающую среду; определение структуры антропогенной нагрузки; предупреждение проявления антропогенных факторов экологической опасности; минимизация последствий проявления факторов экологической опасности [20].

Проектный этап — содействие развитию системы экологического менеджмента

Проектный этап (подготовительная работа) включает в себя сбор, анализ данных, определение предполагаемых объектов рекультивации, направлений рекультивации и будущего целевого использования земель, установление требований к последующим этапам рекультивации при предпочтении того или иного метода рекультивации [38]. Выбор для процесса рекультивации имеющихся органических материалов, мощность слоя и технология их нанесения в каждом конкретном случае должны устанавливаться на основе тщательного технико-экономического анализа. Вследствие проведенных исследований можно разработать рекультивационные мероприятия, и, кроме того, завести на каждый объект разрушенных экосистем (карьер, отвал и т. п.) экологический паспорт [40].

Таким образом, на этом этапе планируется заблаговременное экологически безопасное функционирование производственно территориального комплекса, прогнозирующее оптимальное соотношение между экологическими и экономическими показателями на протяжении всего жизненного цикла, как самого этого комплекса, так и производимой им продукции, т. е. закладываются принципы экологического менеджмента [41], основного компонента стратегического менеджмента, активно развивающегося сегодня. Система экологического менеджмента (ЭМ) дает предприятию возможность структурировать, связывать воедино процессы, направленные на достижение последовательного улучшения, желаемая степень которого определяется самим предприятием в зависимости от экономических и других обстоятельств. Программы экологического менеджмента помогают предприятию улучшать экологические показатели [4,42]. Широкое применение и развитие в России экологического менеджмента позволит в недалеком будущем решить ряд задач, определенных Концепцией перехода Российской Федерации к устойчивому развитию, среди которых: стабилизация экологической ситуации; коренное улучшение экологического состояния окружающей среды за счет экологизации хозяйственной деятельности в рамках институциональных и структурных преобразований, позволяющих обеспечить становление новой модели хозяйствования и широкое распространение экологически ориентированных методов управления; ведение хозяйственной деятельности на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий [1].

Как первичный двигатель процесса внедрения и развития, улучшения системы ЭМ на предприятии рассматривается экологическая политика, которая должна отражать приверженность высшего руководства, его обязательства в отношении соответствия требованиям законодательных, нормативно-технических и других требований, а также принципу последовательного улучшения. Документированная, принятая руководством предприятия, распространяемая, доступная заинтересованным сторонам экологическая политика - это уже не предпосылка, но первый, серьезный шаг в создании системы экологического менеджмента [43]. Обычно экологическая политика оформляется в виде Декларации, которая понимается как публичное заявление о намерениях и принципах, определяющее действия данной компании или предприятия в области охраны окружающей среды. Для распространения информации об экологической политике используются различные способы. Несомненно, наиболее быстро развивающимся компонентом информационной среды является глобальная компьютерная сеть Интернет. В связи с этим, если у предприятия есть свой сайт в Интернете, целесообразно декларировать экологическую политику на сайте. Поэтому с использованием различных поисковых систем и данных [44,45,46] ежегодно, начиная с 2002 г., соискателем проводился анализ 96 предприятий, добывающих уголь открытым способом, по следующим параметрам: природоохранная деятельность предприятия; декларирование предприятием экологической политики.

Из результатов анализа за 4-х летний период исследования стало известно, что: 1. на сегодняшний день лишь 12,5 % угледобывающих предприятий заявили о себе в Интернете, что может быть объяснено проблемами технического, организационного, юридического, экономического и психологического характера; 2. в 2005 г. только 2 компании (Сибирский угольно-энергетический комплекс и УК «Южный Кузбасс») из 96 отразили на своих сайтах тот факт, что предприятия стремятся привести свою производственно-хозяйственную деятельность к установленным нормативно-правовым и экологическим требованиям, разрабатывая и осуществляя комплексные организационно технические мероприятия по охране водного и воздушного бассейнов и проводя восстановление нарушенных горными работами земель; 3. к 2005 г. ни одно из предприятий угольной промышленности России не продекларировало свою экологическую политику в рамках системы экологического менеджмента, используя всемирную компьютерную сеть. Таким образом, на сегодняшний день лишь 12,5 % угледобывающих предприятий имеют возможность разместить информацию о природоохранных мероприятиях в Интернете. В то же время малое число предприятий уже разместивших такие материалы и отсутствие сведений об экологической политике говорит о тяжелом финансовом положении многих компаний. Становится все более очевидным, что документальный анализ проекта хозяйственной деятельности, предполагающий последующую минимизацию ущерба окружающей среде и планирующий обеспечение экологической безопасности, должен предваряться геоэкологическими изысканиями.

Формирование 1 блока экспертизы - выявление факторов, значимых при определении рационального направления рекультивации

Следует отметить, что к выводам, полученным на основании статистической обработки экспертных мнений, еще несколько десятилетий назад относились как к научно необоснованным. Появившиеся в последнее время работы [76,78,90,91] все больше и больше убеждают в неправомерности такого подхода. Относиться к результатам анализа экспертных мнений более серьезно побуждает как появление более строгих методов математического анализа статистических задач обработки неколичественной информации и развитие соответствующих методов обработки, так и некоторый практический опыт. О том, что мнения экспертов достаточно близки между собой, можно судить по показателю общей согласованности мнений. Общая согласованность мнений экспертов определяется по формуле: рц= xt А X/ I / I х{ U Xj I , где ХІ и xj - текущее множество факторов і-го и j-ro экспертов соответственно, Xi&xj - число элементов в симметрической разности при условии равиомощности множеств х,- и xj (мера Хемминга) [92]. Величина S принимает значение от 0 (полное согласие всех экспертов) до 1 (полное несогласие). Матрицы значений Р & представлены в Приложениях 4-11. Рассчитанный показатель S не превышал 0.25, что говорит о достаточно высокой согласованности мнений экспертов. Так как оценки экспертов измерены в порядковой шкале, то в качестве средних баллов обоснованным является использование метода медиан рангов [78]. Результаты расчетов медиан и весовых коэффициентов представлены в таблице 26. Кроме того, экспертами в качестве дополнительного ограничения был введен фактор геодинамической опасности, который необходимо учитывать лишь при проведении водохозяйственного направления рекультивации.

Исходя из мирового опыта, появление любых водохранилищ способно увеличить либо бальность, либо частоту землетрясений, либо спровоцировать появление землетрясений там, где их никогда не было. В настоящее время проблема инициирования землетрясений созданием водохранилищ хорошо изучена. Установлено, что заметный рост сейсмичности проявлялся для 15 % плотин, высота которых превышает 100 м [93,94]. Поэтому перед осуществлением выбранного водохозяйственного направления рекультивации на разрезе необходимо проверить следующие условия: 1. глубина разреза Н 100 м, в этом случае принимается положительное решение о реализации водохозяйственного направления рекультивации; 2. глубина разреза Н 100 м, в этом случае следует определить по карте 4 степень геодинамической опасности района, на территории которого расположен рекультивируемый объект. По данным [95] выделяются четыре типа участков земной коры по степени геодинамической опасности. Участки 1-й степени геодинамической опасности характеризуются спокойным тектоническим режимом, выделяются, прежде всего, в пределах Западно-Сибирской низменности. В пределах участков 2-й степени уже возможно существование крупных тектонических напряженных зон с предельно напряженным состоянием пород. В участки этой степени опасности попадают части угольных месторождений Кузбасса, Донбасса, нефтяные провинции Удмуртии, Татарии и др. В участках 3-й степени геодинамической опасности расположены месторождения Урала, юга Кузбасса и Горной Шории, Дальнего Востока, Кольского полуострова. Участки 4-й степени геодинамической опасности охватывают наиболее тектонически активные области Евразии. В эти области попадает большинство удароопасных угольных месторождений. Таким образом, в зависимости от степени геодинамической опасности возможно принятие различных решений (табл. 27). При накоплении большого объема данных в смежных областях знания и решении новых задач на этой основе возникает необходимость интеграции знаний. Это означает, что помимо большого набора типов данных и технологий имеется некая концепция и методология, оптимально объединяющая это разнообразие данных и технологий. Зачастую при решении прикладных задач возникает ситуация, когда между различными методами нет внутренней связи; отсутствует и единая концепция системы обработки данных. В конце XX века возник новый тип интегрированных информационных систем - геоинформационные системы (ГИС). А областью науки и техники, отражающей и изучающей природные и социально-экономические геосистемы, их взаимодействие и развитие посредством компьютерного моделирования на основе информационных систем и технологий, баз данных и баз знаний, явилась геоинформатика [96].

Существует множество определений ГИС [97-101]. В работе под ГИС понимается аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных, информации и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества [102].

Оценка методики выбора рационального направления рекультивации нарушенных земель

В 1987 году Комиссия ООН по окружающей среде и развитию опубликовала доклад «Наше общее будущее», где впервые появился термин «устойчивое развитие». Под устойчивым развитием (УР) понимается такое развитие общества, при котором воздействие на окружающую среду остается в пределах хозяйственной ёмкости биосферы, так что не разрушается природная основа для воспроизводства жизни человека [1]. Для достижения устойчивого развития необходима гармонизация экономических, экологических и социальных интересов в глобальных и национальных масштабах. В России, как и в других странах мира, идеи УР получили активное распространение после Конференции в Рио-де-Жанейро. В 1996 году Указом Президента РФ № 440 была утверждена «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию». В соответствии с этим указом и последовавшим за ним Постановлением Правительства РФ, был подготовлен проект «Государственной стратегии устойчивого развития РФ». В документе подчеркивалось, что для России большое значение имеют экономический, социальный, природоохранный и природопользовательский аспекты развития. В условиях федерации особое значение приобретают вопросы устойчивого развития регионов. Важнейшими направлениями также являются формирование эффективной системы пропаганды идей устойчивого развития и создание соответствующей системы воспитания и обучения [2]. Устойчивое развитие РФ, высокое качество жизни и здоровья её населения, а также национальная безопасность могут быть обеспечены только при условии сохранения природных систем и поддержания соответствующего качества окружающей среды (ОС). Для этого необходимо формировать и последовательно реализовывать единую государственную политику в области экологии, направленную на охрану окружающей среды (ООС) и рациональное использование природных ресурсов. Документом, который определяет цели, направления, задачи и принципы проведения в РФ такой государственной экологической политики, явилась Экологическая доктрина РФ, одобренная распоряжением Правительства РФ от 31.08.2002 г. Одним из принципов, на котором базируется государственная политика в области экологии, является предотвращение негативных экологических последствий в результате хозяйственной деятельности и учет отдаленных экологических последствий [2]. В частности, один из способов оценки эколого-геологического состояния приповерхностной части литосферы - это комплексная характеристика естественных и техногенно измененных её экосистем, включающая площадь земель, выведенных из землепользования в результате их деградации (табл. 1) [3]. В таблице 1 под фоновыми значениями понимаются естественные средние значения для определенных территорий, деградация земель рассматривается как овражная, ветровая, площадная водная эрозии с полным уничтожением гумусового горизонта и вторичное засоление почв с потерей плодородия.

В настоящее время более половины площади суши имеет условно удовлетворительное и неудовлетворительное состояния, то есть находится в зонах экологического риска и кризиса. Контроль за достижением целей устойчивого развития, управление этим процессом, оценка эффективности используемых средств и уровня достижения поставленных целей требуют разработки соответствующих критериев и показателей — индикаторов устойчивого развития. Под индикатором понимается показатель, выводимый из первичных данных, которые обычно нельзя использовать для интерпретации изменений, и позволяющий судить о состоянии или изменении экономической, социальной или экологической переменной. Обычно индикаторы представляют явления или состояния природы и всегда указывают на нечто, находящееся вне прямого рассмотрения. Некоторые функции индикаторов: 1. индикаторы используются для обоснования принимаемого решения посредством количественной оценки и упрощения; 2. индикаторы помогают интерпретировать изменения; 3. использование индикаторов позволяет выявлять недостатки в различных областях деятельности; 4. индикаторы позволяют облегчить доступ к информации для разных категорий пользователей; 5. индикаторы облегчают обмен научно-технической информацией; 6. являясь инструментом для поддержки решений и планирования, индикаторы могут выполнять важную коммуникативную функцию. Индикаторы должны согласовываться со стратегическими целями устойчивого развития страны и расширяться по сравнению с международными индикаторами. Для России выделено 42 индикатора, из которых подавляющее большинство рассчитывается на основе официальных статистических данных и небольшая часть основана на ведомственной информации и разовых обследованиях и оценках. Среди них для занятых горнодобывающими комплексами территорий можно выделить такие наиболее показательные как: земли сельскохозяйственного назначения; лесопокрытая площадь, в % к общей земельной площади; земли, подвергшиеся опустыниванию; эмиссия вредных веществ; наличие основных выбранных видов живых организмов; детские оздоровительные учреждения и др. [2]. Осуществление специальных мероприятий по минимизации ущерба, наносимого ОС при добыче полезных ископаемых, а также рекультивация 14 нарушенных земель, улучшают значения индикаторов, отражающих степень устойчивого состояния ОС на территориях, подвергшихся антропогенному воздействию. Согласно исследованию, инициированному ЮНЕП и проведенному Нидерландской исследовательской организацией (Международным справочным и информационным центром по проблемам земли), 11 % мировых земельных ресурсов относятся к нарушенным землям, 60 % из которых в плохом или очень плохом состоянии [4]. Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду [5]. Различают 6 типов нарушения земель: - горнотехнический; вызывает полное нарушение ландшафтов и частичное погребение их под отвалами при подготовке полигона к добыче полезных ископаемых. Последующая их разработка вызывает создание котлованов разной глубины (до 20-30 м), перемещение на поверхность «пустых» и «вмещающих» пород, формирование техногенного рельефа; - строительно-техногенный; включает нарушения, вызванные строительством насыпных автомобильных и железных дорог, постоянных и временных посёлков, нефте- и газопроводов. Этот тип нарушений вызывает погребение части естественных ландшафтов и сильную трансформацию примыкающих к ним участков;

Похожие диссертации на Разработка метода выбора рационального направления рекультивации на углепромышленных территориях с учетом экологических факторов