Проектирование водоохранных зон поверхностных водных объектов - источников водоснабжения

На сегодняшний день актуальна проблема ухудшения состояния поверхностных водных объектов – источников водоснабжения – в результате антропогенной деятельности человека. Антропогенное воздействие на природу нарушает приобретенную в процессе эволюции замечательную способность к саморегулированию. Видимые искусственные изменения в природной среде часто приводят к коренным изменениям связей в экосистемах и прогрессирующему разрушению биосферы.

Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем становятся все более острыми по мере исторического развития общества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызываемого научно-техническим прогрессом.

Уже сейчас во многих районах России, да и всего земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользования вследствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

Небольшое количество загрязнений не может вызвать значительное ухудшение состояния водоема, так как он имеет способность биологического очищения, но проблема состоит в том, что, как правило, количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в воду, очень велико и водоем не может справиться с их обезвреживанием.

Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснабжения.

Для защиты водных объектов от воздействия антропогенного фактора необходимо создание прибрежных водоохранных зон, позволяющих максимально снизить антропогенное влияние.

Установление водоохранных зон, прибрежных полос и укрепления береговой зоны биоинженерным методом представляется весьма актуальной, поскольку водоохранные зоны обладают очень важными природоохранными функциями, включая функции сохранения биологического разнообразия и поддержания качества воды. Зеленые насаждения и высшие водные растения можно рассматривать в качестве надежного способа берегоукрепления, защищающего берег от эрозии и формирующего экосистему прибрежной зоны вокруг водоема. Биоинженерный метод крепления берега позволяет восстановить водоохранную зону, образуя зеленую подстилку и тем самым, предотвращая прямое попадание в водоем загрязненных поверхностных стоков.

В настоящее время проблема загрязнения поверхностных водных объектов – источников водоснабжения – является актуальной. Для решения данной проблемы необходимо создавать водоохранных зоны и прибрежные защитные полосы.

Цель работы – проектирование водоохранной зоны реки Уфы– источника водоснабжения г .Уфы.

Для реализации цели ставятся следующие задачи:

− Выявление необходимости охраны поверхностных водных объектов – источников водоснабжения – вследствие влияния антропогенной деятельности человека на окружающую природную среду путем проектирования и создания водоохранных зон и прибрежных защитных полос;

− Рассмотрение биоинженерной защиты берегов водных объектов;

− Исследование экологического проектирования водоохранных и санитарно-защитных зон поверхностных водных объектов как современный способ решения проблемы загрязнения источников водоснабжения;

− Обзор нормативно-правовой документации по рациональному водопользованию;

− Проектирование водоохраной зоны реки Уфы – источника водоснабжения г. Уфы.

Социально-политический аспект рассмотрения экологических проблем проектирования водоохранных и санитарно-защитных зон поверхностных водных объектов – источников водоснабжения – связан с решением проблем окружающей среды в масштабах всего человечества при наличии разных социальных систем. В связи с неделимостью биосферы загрязнение природной среды, в том числе водных объектов, невозможно удержать в территориальных границах страны, в которой это происходит. Для разработки и внедрения новых, максимально эффективных и экономически выгодных способов проектирования водоохранных зон водных объектов требуются экономические и научно- технические возможности всех стран (29).

Эколого-экономический аспект рассматриваемых проблем связан с бурным развитием промышленности. Если не позаботиться сегодня о водных объектах, то завтра возможно уже эту воду нельзя будет использовать для потребления, так как она потеряет свою способность поддерживать физиологические процессы в живых организмах. При этом общественность понимает, что получение максимальной выгоды сегодня, например экономия средств на создание водоохранных зон, может привести к полному истощению водных ресурсов завтра. Необходимо бережно относиться к имеющимся ресурсам и не допускать загрязнения водоемов и природы вцелом. На сегодняшний день экономически более выгодно улучшать состояние природной среды различными методами и не допускать ее последующего загрязнения.

Этический аспект рассмотрения дипломной работы связан с тем, что нормы морали, нравственности должны быть направлены на изменение мышления людей в вопросах, касающихся экологических проблем, в том числе экологических проблем проектирования водоохранных зон поверхностных водных объектов – источников водоснабжения. Каждый человек должен знать, какое воздействие оказывает своей антропогенное деятельностью на среду его обитания, и быть заинтересованным в улучшении состояния экологии.

Концепция устойчивого развития человечестваподразумевает такое развитие, которое обеспечивает удовлетворение потребностей настоящего времени без ущерба основополагающим параметрам биосферы и не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности. В настоящее время антропогенная деятельность человека оказывает сильное негативное воздействие на окружающую среду, в частности на водные объекты. Для обеспечения устойчивого развития человечества необходимы разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение экологической нагрузки на гидросферу в целом. (29).

1. Литературный обзор

1.1 Понятие о водоохранных зонах

Водоохранной зоной является территория, примыкающая к акваториям рек, озер, водохранилищ и других поверхностных водных объектов, на которой устанавливается специальный режим хозяйственной и иных видов деятельности с целью предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира.

Соблюдение специального режима на территории водоохранных зон является составной частью комплекса природоохранных мер по улучшению гидрологического, гидрохимического, гидробиологического, санитарного и экологического состояния водных объектов и благоустройству их прибрежных территорий.

В пределах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, на территориях которых вводятся дополнительные ограничения природопользования (11).

1.1.1 Охрана водных объектов

Централизованное питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение населения осуществляют специальные организации, имеющие лицензию на водопользование (2).

- Согласно Водному кодексу Российской Федерации (5), водопользователи обязаны стремиться сокращать изъятия и предотвращать потери воды, не допускать загрязнение, засорение и истощение водных объектов, обеспечивать сохранение температурного режима водных объектов (26).

Поддержание поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем экологическим требованиям, обеспечивается установлением нормативов предельно вредных допустимых воздействий на водные объекты. Эти нормативы устанавливаются исходя из:

- предельно допустимой величины антропогенной нагрузки, длительное воздействие которой не приведёт к изменению экосистемы водного объекта;

- предельно допустимой массы вредных веществ, которая может поступать в водный объект и на его водосборную площадь;

- нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты (16).

Государственный учёт поверхностных и подземных вод представляет собой систематическое определение и фиксацию в установленном порядке количества и качества водных ресурсов, имеющихся на данной территории. Такой учёт осуществляется в целях обеспечения текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. Данные государственного учёта характеризуют состояние поверхностных и подземных водных объектов по количественным и качественным показателям, степени их изученности и использования. Государственный учёт осуществляется в РФ по единой системе и базируется на данных учёта, представляемых водопользователями, а также на данных государственного мониторинга (21).

Согласно Водному кодексу Российской Федерации (5), при размещении, проектировании, реконструкции, вводе в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов и окружающую среду. При этом также необходимо предусматривать создание замкнутых систем технического водоснабжения. Проектирование и строительство прямоточных систем водоснабжения, как правило, не допускается. Оно может быть разрешено в исключительных случаях при положительном заключении государственной экспертизы на предпроектную и проектную документацию и государственной экологической экспертизы.

1.1.2 Назначение водоохранных зон

Водоохранная зона включает территорию, прилегающую к водному объекту, на которой устанавливают специальный режим для предотвращения загрязнения, засорения и истощения вод, и представляет собой систему лесных полос в сочетании с простейшими гидротехническими устройствами и сооружениями. Лесные мелиорации представляют собой защитные полосы в пределах верхней и средней частей речных бассейнов, создание которых уменьшает поверхностный сток и ослабляет процессы водной эрозии. Число и вид лесных полос определяются климатическими, топографическими, гидрологическими и гидрогеологическими условиями. Лесные мелиорации полевых прудов создают в балках, лощинах, суходолах. В прудах, заполняющихся водами поверхностного стока и подверженных быстрому заилению от поступающих наносов, по периметру устраивают лесную полосу шириной 20...80 м. Ниже делают залуженную полосу шириной 15...20 м для аккумуляции мелких фракций наносов и древесного опада (листва, ветви). В верящие пруда за лесной полосой создают илоуловитель из густопосаженной кустарниковой ивы и поперечных плетней. Подобная лесомелиорация позволяет перевести поверхностный сток в подземный, способствует более равномерному питанию водотока грунтовыми водами в течение года, защищает зеркало водоема от ветров и солнечной радиации, снижает испарение до 50 % и исключает загрязнение воды. Лесомелиорацию рек и речных долин осуществляют для истоков, мелких, средних и крупных рек (2).

Лесомелиорация истоков и потоковых частей рек длиной до 10 км защищает их от сильного испарения и заиления, способствует пополнению воды за счет увеличения стока осадков и инфильтрации поверхностного стока. Для этого необходимо сплошное облесение истока на расстояние 200 м вверх, 50 м вниз и 40...45 м – в боковые стороны. Вдоль рек устраивают прирусловые полосы шириной 15 м, состоящие из бровки и кустарниковых прутовидных ив, затем 2-4-рядной ленты древесных пород и кустарников. На прилегающих поймах предусматривают ветроломные полосы продуваемой структуры в 2...3 ряда, располагаемые поперек поймы через 100...400 м.

Водохранилища на реках подвержены заилению в результате эрозии грунта с берегов, как самого водоема, так и притоков, а также действию ветров, усиливающих испарение. Лесомелиорация здесь должна быть направлена на уменьшение эрозионных процессов путем создания кольматирующих лесных полос шириной 100 м через 300 м на затопляемых поймах и лесных полос по берегам русл и долин. Между полосами культивируются луга с хорошо развитым травостоем (22).

Прибрежные лесонасаждения ослабляют скорость ветра в зоне более 1 км и таким образом снижают высоту и ударную силу волн, уменьшают на 10...30 % испарение, улучшают микроклимат и санитарно-гигиенические условия для населения (25).

1.1.3 Зоны санитарной охраны водопользования

Зоны санитарной охраны водопользования включают: зону охраны источника водоснабжения в месте водозабора, зону и санитарно-защитную полосу водопроводных очистных сооружений и санитарно-защитную полосу водоводов (14).

Санитарно-защитные зоны представляют собой полосу (зону)между промышленными предприятиями и другими источниками физических, химических, биологических воздействий на природную среду и селитебными территориями.

Здесь запрещается проживание людей, размещение детских, лечебно-оздоровительных учреждений, парков и спортивных комплексов. Концентрация вредных выбросов на внешней границе зоны не должна превышать ПДК для атмосферного воздуха населенных мест. Понятия "санитарная защита" и "санитарно-гигиенические нормы" в последнее время все чаще называют "экологическими".

Санитарная защита – меры по сохранению санитарно-гигиенического благополучия на данной территории. Они включают санитарную охрану, контроль за соблюдением санитарно-гигиенических норм, охрану почв, вод, воздуха, организацию зон санитарной охраны.

Санитарно-гигиенические нормы – показатели качества окружающей среды, соблюдение которых обеспечивает благоприятные для жизни человека условия существования.

Ширина санитарно-защитной зоны зависит от класса опасности выбрасываемых веществ и может достигать 1000, 500, 300, 100 и 50 м. При наложении ареалов воздействия нескольких предприятий размер ее увеличивается в три раза. Для экологически опасных производств иногда она может достигать 5 км. Как показали исследования, радиус воздействия металлургических центров на ландшафты различных природных зон достигает 25 – 30 км, что создает неблагоприятные условия проживания здесь населения. Поэтому при создании крупных металлургических центров, особенно цветной металлургии, помимо санитарно-защитной зоны необходимо проектировать зону санитарного разрыва в радиусе 25 – 30 км (3).

Зона санитарной охраны для источника водоснабжения устанавливается в три пояса, для водозаборных сооружений и очистных сооружений она состоит из первого пояса, для водоводов − из второго пояса. Зону санитарной охраны водного источника предусматривают из трех поясов: первого −строгого режима, второго и третьего −режима ограничения.

Зона санитарной охраны водопользования служит для предотвращения превышения установленных нормативных показателей микробного и химического загрязнений воды в пределах района фактического и перспективного водопользования (10).

Мероприятия по предотвращению загрязнения прибрежных районов должны проводиться с учетом необходимости выполнения требований международных договоров РФ по охране от загрязнения вод морей. Буровые, геологоразведочные и другие работы, оказывающие вредное влияние на живые ресурсы моря, могут осуществляться в пределах береговых охраняемых полос, во внутренних морских и территориальных водах РФ и на континентальном шельфе РФ только при наличии специального разрешения, выдаваемого в установленном порядке. Береговой охраняемой полосой при этом считается двухкилометровая прибрежная полоса суши, отсчитываемая от линии максимального уровня моря, наблюдавшегося в данном месте (16).

1.2 Берегозащита водных объектов

Мировой опыт морской берегозащиты показывает, что ее эффективность во многом определяется соблюдением следующих концептуальных принципов:

1) Активность берегозащиты.

Берегозащитные сооружения в условиях стадиальноретмического развития побережья на ряду со снижением волнового воздействия на береговой склон и пляжевую полосу, должны регулировать перемещение наносов в прибрежной зоне моря, перераспределяя вдоль береговой и перечный транспорт с целью сохранения и восстановления пляжевой полосы как основного элемента защиты берега.

2) Многофункциональность берегозащиты.

Конструкции применяемых сооружений должны совмещать основные функции берегозащиты с возможностью их использования в рекреационных, транспортных, биотехнологических и др. целях с обязательным выделением пляжевой полосы общего пользования.

3) Экологическая чистота берегозащиты.

Берегозащитные мероприятия должны сохранять и улучшать экологическую обстановку в прибрежной зоне моря и прилегающем к ней участки суши.

4) Соответствие берегозащитных сооружений береговым ландшафтам и архитектурной эстетики.

Берегозащитные сооружения должны органически вписываться в береговые ландшафты, а их архитектурное оформление должно способствовать эстетическому восприятию. Достигаются подобный эффект созданием новых конструкций строительных материалов и покрытий.

5) Локальность берегозащиты.

Берегозащитные мероприятия должны реализовываться в границах литодинамических систем однако, учитывая различную социально-экономическую значимость и степень освоения участков побережья в пределах одной литодиномической системы, размера возможного материального ущерба и отрицательно экологических последствий от разрушения берегов и расположенных в их пределах промышленно-транспортных объектах и населенных пунктах, а также сообразуясь с финансово-техническими возможностями строительных организаций, берегозащитные мероприятия могут носить локальный избирательный характер (1).

1.2.1 Берегозащитные мероприятия

Берегозащитные мероприятия должны проектироваться, как правило, для каждой литодинамической системы в целом. В проекте берегозащитных мероприятий выбор метода защиты должен быть обоснован волновой обстановкой в средних и экстремальных условиях, результатами исследования бюджета наносов, с учетом экономики и влияния мероприятий на окружающую среду. Берегозащитные мероприятия должны обеспечивать минимальные нарушения в настоящем времени и будущем природных факторов в физическом и экологическом аспектах и эстетики литодинамической системы. При выборе типа, размеров и расположения берегозащитных сооружений в литодинамической системе должно учитываться не только достижение поставленной цели на защищаемом участке побережья, но также влияние проектируемых берегозащитных сооружений и мероприятий на примыкающие к нему участки побережья.

При проектировании берегозащитных мероприятий следует иметь в виду, что индивидуальная защита коротких отрезков размываемых берегов внутри большой зоны размываемого побережья весьма сложна, дорогостоящая и малоэффективна, так как прилагающие незащищенные берега продолжают отступать. Частичные берегозащитные мероприятия могут даже ускорить размыв прилегающих берегов (8).

При оценке состояния берегов в литодинамической системе должна предусматриваться возможность использования существующей в ней естественной защиты и ее сохранения в ненарушенном состоянии. При этом необходимо учитывать, что надводная и подводная части существующего пляжа являются внешней границей защиты, на которой гасится большая часть волновой энергии, а дюна на песчаных побережьях является внутренней границей защиты от жестоких штормов (10).

1.2.2 Биоинженерная защита берегов водных объектов

Принципы инженерно-экологического подхода к охране окружающей среды должны формироваться на основе таких способов и средств охраны и восстановления окружающей природной среды, которые были бы оптимальны при минимальных затратах природных ресурсов и с наименьшим вмешательством человека в природу. Такая задача может быть решена, в частности, при использовании методов биоинженерной экологии (1).

1) Биологический метод защиты береговых откосов.

В 60 – 70-х гг. прошлого столетия в СССР проводились работы по укреплению берегов прудов, водохранилищ, рек и озер с помощью биологического метода, например работы по укреплению откосов каналов и рек хворостяными выстилками, тюфяками и зелеными насаждениями (рисунок 1) (3).

Так, при строительстве водохранилищ и прудов применяли подобный тип крепления верховых откосов дамб и берегов. Разработана технология приживаемости кустарников, высаживаемых на сухом откосе. Черенки ивовых кустарников высаживают в песчаный грунт, в котором на глубине 40 – 50 см предварительно укладывают хорошо разложившийся торф, тем самым, обеспечивая накопление влаги в корнеобитаемом слое, что дает высокую приживаемость растений (до 100 %). Основные проблемы при использовании подобной технологии связаны с нарушением агротехнических мероприятий при производстве работ: несоблюдением сроков посадки, использованием недоброкачественного посадочного материала, нарушением условий заполнения проектируемого водоема, что приводит либо к недостатку влаги в корнеобитаемом слое, либо к затоплению кустарников и воздействию ветрового волнения на растения (23).

Рисунок 1 – Схема крепления откоса водоема кустарником

Аналогичные опыты проводились также и в Западной Европе, в которых немецкие инженеры особое внимание обращали на размещение растений на откосе относительно уровня воды. В самой низкой зоне, на урезе, они рекомендовали высаживать тростник, над меженным уровнем – осоку и иву, – пойменные кустарники и далее – деревья.

Однако с внедрением в гидротехническую практику берегозащитных сооружений из бетона и габионов такой биологический метод укрепления берега был незаслуженно забыт (27).

2) Биоинженерный метод укрепления береговых откосов.

В основе биоинженерного метода укрепления береговых откосов водоемов лежит способность природных ландшафтов к восстановлению. Так, для укрепления береговой зоны от размыва предлагается выполнять залужение (задернение) откоса и одновременно производить посадку влаголюбивых зеленых насаждений, а в приурезовой зоне – околоводных растений.

Использование подобной технологии имеет следующие преимущества:

- Способствует закреплению почвы в береговой зоне водоема и препятствует эрозионным размывам;

- формирует водоохранную полосу в береговой зоне водоема и способствует очистке попадающих с берега загрязненных стоков;

- приводит к улучшению качества воды в водоеме (23).

Сотрудниками строительной фирмы "ЭсЭйч Инжиниринг" был предложен биоинженерный метод, в котором использовался комплекс биоинженерных элементов (фашина, растения, деревья и кустарники, травосмеси). С помощью этого метода можно достаточно быстро и сравнительно недорого укрепить приурезовую зону водоема, а также стабилизировать гидрогеологический режим в системе берег-водоем, не нарушая его искусственными (каменными) инженерными сооружениями. Метод эстетичен, поскольку позволяет применить принципы ландшафтного дизайна при проведении озеленительных работ.

Основные задачи, которые решает биоинженерный метод:

- стабилизация приурезовой зоны водоема;

- сохранение естественного гидрогеологического режима в системе берег-водоем;

- противоэрозионная защита подводного склона водоема;

- защита от создаваемой отдыхающими антропогенной нагрузки прибрежной зоны рекреационного водоема;

- усиление экологической составляющей в результате использования принципов ландшафтного дизайна (17).

Кроме того, биоинженерный метод позволяет существенно снизить негативную нагрузку на водоем и в конечном итоге значительно замедлить процесс его эвтрофикации.

Этот метод был использован для укрепления берега Терлецких прудов в Москве (ВАО, Терлецкий лесопарк). Автор вместе со специалистами фирмы "ЭсЭйч Инжиниринг" предложил биоинженерную конструкцию (рисунок 2) (17).

Рисунок 2 – Биоинженерная конструкция укрепления берега водоема

На рисунке 2 изображены каменная фашина, расположенная на урезе воды и закрепленная кольями, ивовые кустарники, высаженные у фашины, и деревья на откосе.

Крепление берега было выполнено с использованием следующих основных элементов:

- цилиндрических фашин (наполнитель – камень, щебенка, прутья ивы, оболочка из мешковины или соломенных матов), служащих для стабилизации приурезовой зоны водоема;

- ивовых кустарников и деревьев, закрепляющих берег водоема;

- озеленения в виде газона в полосе шириной 5 м от уреза воды, формирующего зеленую подстилку в качестве противоэрозионной защиты и задержки загрязнений, попадающих в водоем с ливневыми стоками (18).

Аналогичная конструкция была применена для крепления берега Крылатских прудов, расположенных на северо-западе Москвы, в Крылатской пойме (17).

1.3 Экологическое проектирование водоохранных зон

На предпроектном уровне осуществляется технико-экономическое обоснование строительства, реконструкции, технического перевооружения, расширения, модернизации объектов хозяйственной деятельности. Следующий уровень – основной, проектный, на котором разрабатывается рабочая документация, состав которой жестко определен нормативными документами и законами РФ. Среди них – экологическая составляющая проектирования.

Общие положения геоэкологических принципов проектирования были намечены в 80-х годах XX в. в Институте географии РАН В. С. Преображенским и Т. Д. Александровой, а охраны природы – В. А. Красиловым (10).

1.3.1 Геоэкологические принципы проектирования

Геоэкологические принципы проектирования – это указания, ориентирующие проектные институты, фирмы, проектировщика на действия, призванные обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов, сохранение среды обитания человека.

Сохранять надо ландшафт как функционально целостное образование, а не только его отдельные компоненты (воды, воздух, почвы, растения и т.д.). Ландшафт, благодаря системной природе, обладает многими свойствами, способными удовлетворять различные потребности общества (10).

Лица, участвующие в проектировании (а также в экспертизе), должны сознавать свою личную ответственность за последствия предлагаемых и принимаемых решений. Проектировщик обязан:

- обладать региональными геоэкологическими знаниями, знаниями о специфике структуры и функционировании конкретных ландшафтов, которые вовлекаются в проектирование;

- иметь представление о технологии конкретного производства, на которое направлено проектирование;

- знать основные положения строительных норм и правил, государственных стандартов и ведомственных документов.

Общие принципы охраны природы, взаимосвязанные между собой:

1) Охрана природы – общественно необходимая деятельность. Следует понимать, что затраты государства на охрану природы не менее важны, чем другие экономические и социальные общественно необходимые затраты (на культуру, спорт, образование, здравоохранение и т.д.). Деятельность по охране природы преследует как социальные цели, так и хозяйственные (сохранение механизмов воспроизводства природных ресурсов), что создает надежные предпосылки устойчивого развития государств.

2) Приоритет экологической безопасности населения. Вытекает из первого принципа. Качество окружающей природной среды, сохранение (преумножение) ее ресурсного потенциала определяют долголетие, физическое и психическое здоровье населения и возможности передачи этих качеств потомству, а, следовательно, создают предпосылки к устойчивому развитию.

3) Принцип историчности. Организация природоохранной деятельности и реализация природоохранной политики требуют знания естественной истории природных объектов.

4) Принцип системности. Мир системен, иерархичен. Системность природных объектов требует рассмотрения каждой природоохранной проблемы, как части более общей. В географии принцип системности чаще реализуется через принцип комплексности.

5) Охрана природы должна производиться в процессе ее использования. Природу можно и должно сохранять не только путем консервации – исключения из активного хозяйственного использования, а постоянно, при любых видах деятельности человека. Отсюда две взаимодополняющие стратегии природопользования – адаптивная и конструктивная.

6) Принцип ограничения. Функционирование природных ландшафтов не может выходить за пределы термодинамических, геохимических, тектонических и других условий, которые характеризуются естественной пространственной и временной изменчивостью. Поэтому нормативы природопользования представляют собой определенный вид ограничений.

7) Принцип оптимизации: охрана окружающей среды человека и рациональное использование природных ресурсов – задача оптимизационная. Цель принципа: относительно полное удовлетворение потребностей общества при негативных минимальных последствиях воздействия человека на природу.

8) Принцип превентивности природоохранных мероприятий – "легче предупредить, чем лечить". Его сущность заключается в том, что меры по предупреждению негативных последствий обычно обходятся дешевле, чем ликвидация прямых и косвенных последствий экологических аварий и катастроф, которые обусловлены непринятием профилактических мер.

9) Принцип комплексности в геоэкологическом проектировании. Геоэкологическое проектирование – это проектирование пространственно-временной природно-технической системы, включение объекта, технологии или инженерного сооружения, технической системы в природу. Это наиболее трудно понимаемый принцип проектирования, реализация которого встречает серьезные затруднения (9).

Необходимость его соблюдения обусловлена тем, что геосистемы – природно-территориальные комплексы – сложные пространственно-временные открытые системы, обладающие внутренней взаимной связанностью и взаимодействием компонентов и структурных частей (подсистем). Одновременно они связаны с соседними и с более крупными геосистемами (18).

Региональный подход (принцип) в проектировании подразумевает учет местных природных, социальных и экономических особенностей территории не только в границах конкретных объектов, но и окружающего их фона, например, в рамках физико-географических провинций и административных районов и областей. Местные условия учитываются при использовании ландшафтного подхода, который выступает частным случаем регионального.

Ландшафтный подход учитывает территориальную физико-географическую дифференциацию при составлении ОВОС. Важно, что один тип воздействия (даже при одинаковой интенсивности) может дать неоднозначную ответную реакцию в различных ландшафтах и в их структурных частях (24).

10) Принципы управления.В проект должен быть введен блок управления, включающий подсистему контролирования (мониторинга) и регулирования (15).

1.3.2 Информационная база экологического проектирования

Информационная основа процесса экологического проектирования как процедуры – это совокупность правовых, нормативных и методических документов, разработанных Госкомэкологией, Минприроды, МПР, Институтом стандартов, Минздравом, Госстроем и т.д. Это, прежде всего, строительные нормы и правила (СНиП), санитарные правила и нормы проектирования (СанПиН), своды правил по экологическому проектированию, санитарные нормы, ведомственные и федеральные инструкции. Так, оценка воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду (ОВОС) регламентируется "Положением об оценке воздействия..." (2000); экологическое обоснование хозяйственной деятельности на стадиях прединвестиций, обоснования инвестиций и т.д. – инструкцией Минприроды "Экологическое обоснование хозяйственной и иной деятельности" (1995) (10).

Экологическое проектирование оценок воздействия на окружающую среду (ОВОС) должно основываться на уже существующих исследованиях определенного типа воздействия на окружающую среду. При прогнозировании воздействий и их экологических последствий используются данные по изученным техногенным аналогам в идентичных зональных условиях. Географами за последние 15-20 лет осуществлены исследования различных типов воздействия хозяйственной деятельности на ландшафты разных природных зон (9).

Рассмотрим использование баз данных территориальных (региональных) информационных систем.

Экологические информационные системы (ЭИС)(синоним экологические геоинформационные системы, ГИС) – автоматизированные аппаратно-программные системы, осуществляющие сбор, хранение, обработку, преобразование, отображение и распространение пространственно координированных экологических данных.

Они предназначены для решения научных и прикладных задач инвентаризации, анализа, оценки, прогноза и управления экологическими ситуациями. Их основная функция – информационно-картографическое обеспечение принятия управленческих решений.

Различают глобальные, общегосударственные (национальные), региональные, муниципальные и локальные ЭИС. Полезно создание тематических экологических информационных систем, предназначенных специально для экологического проектирования. Примером таких разработок могут быть экологические информационные системы оценки территории под строительство.

В экологическом проектировании успешно применяют результаты экологического картографирования.

Экологическое картографирование – совокупность методов и процессов создания экологических карт и атласов в аналоговой или цифровой форме(20).

Оно охватывает все компоненты среды: рельеф, воды суши и моря, воздух, почвы, растительный и животный мир, а также условия жизни и деятельности населения.

Суть комплексного системного экологического картографирования состоит в картографическом моделировании экосистем, их компонентов, структурных особенностей, внутренних и внешних связей, динамики, функционирования (24).

1.3.3 Экологическое проектирование санитарно-защитных зон

Проектируется и создается санитарно-защитная зона как защитный и эстетический барьер между источником воздействия и человеком, между территорией объекта воздействия и жилой застройкой, между промышленной и селитебной зонами. Санитарно-защитные зоны выполняют функции природного фильтра, обеспечивающего экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха, снижения уровня воздействия до принятых гигиенических нормативов (14).

Санитарно-защитная зона – обязательный элемент экологического проектирования любого объекта, который может быть источником химического, биологического или физического воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Размеры санитарно-защитных зони гигиенические требования к ним устанавливаются санитарными правилами.

В РФ разработаны классификации производств, в основу которых положены санитарно-гигиенические нормы с учетом класса опасности веществ, технологий и отходов, присущих тому или иному производству. В зависимости от класса санитарно-гигиенической опасности производства (I–V классы) для них установлены определенные размеры санитарно-защитных зон (СЗЗ), радиус которых варьирует от 1000 до 50 м. Минимальные размеры СЗЗ для предприятий первого класса опасности составляют 1000 м, для второго – 500 м, для третьего – 300 м, для четвертого – 100 м, для пятого – 50 м. Для объектов и технологий, не имеющих аналогов в стране и за рубежом, с выбросами первого и второго классов опасности размеры СЗЗ устанавливаются по решению Главного государственного санитарного врача РФ (14). Размеры СЗЗ должны также подтверждаться расчетами рассеивания выбросов в атмосфере для всей совокупности веществ, распространение шума, вибрации, электромагнитных полей с учетом фонового загрязнения окружающей среды, а также действующих и проектируемых объектов. Для групп промышленных производств или промышленных узлов устанавливается единая СЗЗ с учетом суммации всех воздействий и фонового загрязнения окружающей среды. Размеры СЗЗ увеличивают при установлении измерением превышения допустимых воздействий на внешней границе СЗЗ (21).<