Гидротехническое строительство как основа устойчивого развития

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО КАК ОСНОВА УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Федоров М.П., доктор техн. наук (СПбГПУ)

Суздалева А.Л., доктор биол. наук (НИИЭС)

Аннотация

Предложена концепция реализации на практике принципа “устойчивого развития”, основанная на использовании гидротехнических сооружений в качестве регуляторов управляемых природно-технических систем (ПТС). Функциями регуляторов ПТС регионального масштаба предлагается наделить объекты гидроэнергетики. Формирование управляемых ПТС более крупных масштабов предлагается осуществлять, используя регуляторную функцию гидротехнических сооружений, проектируемых для межбассейновой переброски речного стока при формировании в будущем международного рынка ресурсов пресных вод.

Ключевые слова: устойчивое развитие, гидротехнические сооружения, природно-технические системы (ПТС), антиреки, экологическая оптимизация, рынок ресурсов пресных вод.

Понятие “устойчивое развитие” известно всем, но воспринимается как нечто отвлеченное, сходное с бытовым употреблением термина “экология”. Так что же это такое на самом деле? Сформулированный на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (июнь 1992 г.) принцип “устойчивого развития”, подразумевает необходимость бесконфликтного развития мировой экономики с учетом экологических и социальных интересов будущих поколений. Но, как показывает анализ многочисленной литературы, накопившейся к настоящему моменту, проекты по реализации данной идеи на практике оказались малоэффективны. “Устойчивое развитие”, по сути, стало лозунгом, в обязательном порядке включаемым во все программы и политики, определяющие стратегию какой-либо деятельности на международном, государственном, отраслевом и других уровнях, вплоть до отдельного производственного объекта. Постоянно публикуются работы, в очередной раз “уточняющие” цель и содержание проблемы. Вступают в силу все новые нормативные акты, требующие “устойчивого развития”. В результате в настоящее время идея устойчивого развития существует скорее как элемент оформления документации (например, малозначащих на практике корпоративных “политик”), а не как руководство к принятию реальных мер.

Так зададимся вопросом: имеет ли право на существование сама идея устойчивого развития? И, если это действительно возможно, а авторы статьи придерживаются именно такого мнения, каким образом можно внедрить идею в практику и получить от этого ощутимые результаты? Для ответа на эти вопросы следует вернуться к самой сути понятия “устойчивое развитие”. В нашем понимании устойчивое развитие - это комплексное решение экологических, экономических и социальных проблем при развитии, росте и модернизации производства, способное обеспечить улучшение уровня жизни населения и благоприятные условия среды его обитания на протяжении длительного времени (в перспективе будущих поколений). Причем главную роль в обеспечении этих условий должна играть возможность управления экологической обстановкой.

В упрощенном виде современный характер регулирования экологической ситуацией можно представить в виде схемы, состоящей из двух основных компонентов: детерминирующего фактора - “детерминатора” и объекта деятельности (рис.1). В качестве детерминатора выступает комплекс нормативных и иных документов, ограничивающих воздействие объекта деятельности и/или их групп на окружающую среду (далее - ОС). Выполнение этих правил контролируется надзорными органами. Но в современных условиях подобная система становится все менее эффективной. Для сохранения благоприятной ОС одного контроля недостаточно, необходимо управление, способное предотвращать негативные процессы. Связано это, прежде всего, с постоянно растущим уровнем антропогенного воздействия на ОС и его масштабами. Если в прошлом для сохранения благоприятных условий можно было локализовать нежелательные воздействия, то сейчас для выполнения этой задачи необходимо целенаправленное манипулирование процессами, протекающими в ОС. Естественные процессы самоочищения и самовосстановления при современном уровне антропогенной нагрузки уже не способны обеспечить сохранение приемлемых условий, т.е. условий “устойчивого развития”. Примером может служить развитие “парникового эффекта”. Контролировать данный процесс сугубо ограничительными мерами бесперспективно. Стабилизировать или улучшить экологическую ситуацию реально только с использованием инженерно-технические системы (далее - ИТС), которые можно назвать “регуляторами ОС”. Очевидно, что масштаб подобных ИТС должен быть сопоставим с масштабами регулируемого ими воздействия. Например, благополучное состояние небольших городских водных объектов рекреационного назначения обеспечивается локальными системами их инженерно-экологического обустройства [1]. Строительство аналогичных ИТС большего масштаба нереально из-за объема необходимых финансовых затрат. Вместе с тем, для этого можно использовать уже существующие крупномасштабные ИТС, придав им дополнительные функции регуляторов ОС.

Прообразы таких регуляторов давно существуют. Ими являются ГЭС и гидроэнергетические каскады. Эта функция объектов гидроэнергетики реализуется в двух направлениях:

- прямым регулированием - непосредственной защитой объектов, в том числе природных экосистем, от неблагоприятного воздействия (например, защита от затопления во время наводнения);

- косвенным (опосредованным) регулированием, осуществляющимся в форме целенаправленного изменения окружающей среды, при котором риск неблагоприятных воздействий снижается (примером может служить так называемый “экологический попуск” [2], обеспечивающий благоприятные экологические условия на расположенных ниже участках речного бассейна, а также устройство контррегулятора в виде буферного водохранилища в нижнем бьефе ГЭС, осуществляющей суточное регулирование переменной нагрузки).

Результативность регулирования можно повысить путем осуществления системы мер, для которой нами был предложен термин “экологическая оптимизация”, заключающаяся в повышении позитивных экологических аспектов функционирования ИТС, при одновременном снижении негативных [3]. Не имея возможности в рамках одной статьи рассмотреть отдельные стороны данной проблемы, укажем лишь на то, что каскады ГЭС служат сейчас основными барьерами распространения загрязнений [4]. Их ликвидация в современных условиях вызвала бы экологические катастрофы надрегионального масштаба.

Регуляторная функция объектов гидроэнергетики распространяется на самые разнородные объекты, попадающие в зону их значимого воздействия. К ним относятся как различные объекты хозяйственной деятельности, так и участки природной среды. Экологические попуски некоторых ГЭС осуществляются с целью сохранения нерестилищ ценных пород рыб в условиях неблагоприятной гидрометеорологической обстановки. Таким образом, возникает система, состоящая из регулятора ОС и зависимых от него объектов. Последние по своему составу весьма разнородны, и не всегда связаны с ГЭС проблемами водопользования. Среди зависимых объектов можно выделить несколько отдельных групп, исходя из характера воздействия на них регулятора ОС. Например, это объекты, которые располагаются на участках, где регулятором ОС определяется безопасность их функционирования (в том числе экологическая). К ним можно отнести склады химически опасных веществ, промышленных и бытовых отходов, риск разрушения (размыва) которых во время аномальных паводков, минимизируется благодаря работе ГЭС. Другой группой являются объекты, обеспечивающие на базе водохранилищ ГЭС водоснабжение предприятий и населенных пунктов, а также ирригацию земель. Зависимыми от регулятора ОС являются также различные социальные объекты, обеспечивающие жизнедеятельность населения, на состояние которых регулятор может оказывать прямое или косвенное воздействие, например, изменяя уровень грунтовых вод.

В результате взаимодействия регулятора ОС и зависимых от него объектов возникает потенциально управляемая природно-техническая система (далее - ПТС) [5]. Превращение ее, посредством экологической оптимизации, из потенциально управляемой в управляемую ПТС обеспечит условия для “устойчивого развития” на региональном уровне. Для этого, помимо прочего, необходимо совершенствование детерминаторов воздействия на ОС, то есть нормативно-законодательное закрепление регуляторной функции объектов гидроэнергетики. Не менее важным условием является и экономическая обоснованность данной деятельности. Выполнение функций регулятора требует дополнительных затрат. Очевидно, что на практике существование управляемой ПТС возможно только при условии когда эти затраты не только компенсируются, но и приносят финансовую выгоду. Данная задача может быть, например, решена в форме экологического страхования зависимых от регулятора ОС объектов.

Таким образом, для создания на базе объекта гидроэнергетики управляемой ПТС, обеспечивающей условия для устойчивого развития входящих в нее объектов или территорий, следует:

- идентифицировать зависимые объекты, попадающие в зону действия регулирования ГЭС, иными словами, определить границы ПТС и состав формирующих ее элементов;

- определить потребности этих объектов в ресурсах окружающей среды и свойствах ОС, в том числе степень необходимости их защиты от внешних воздействий;

- исследовать характер взаимосвязей ГЭС с зависимыми от нее объектами и возможность реального управления условиями их существования;

- разработать сам механизм управления ПТС, обеспечивающий устойчивое развитие, входящих в нее объектов и подразумевающий соблюдение их экологических, экономических и социальных потребностей;

- разработать экономическое обоснование функционирования данной системы.

Очевидно, что границы управляемых ПТС, регулятором которой является ГЭС или гидроэнергетический каскад, не выходят за пределы зарегулированной ими речной системы. Вместе с тем, масштабность задач устойчивого развития значительно выше. Проблемы этого уровня могут быть реально решены в сфере гидротехнического строительства, но данная идея требует анализа ряда постулатов, входящих в противоречие с некоторыми прочно установившимся экологическими воззрениями. Речь идет о межбассейновом (межзональном) перераспределении речного стока. В середине ХХ века ряд разработанных в СССР проектов в этой области (например, частичная переброска стока сибирских рек в Среднюю Азию, рек европейского севера в Волжско-Каспийский бассейн и др.) был отклонен по природоохранным соображениям. В экологической литературе за подобными гидротехническими системами закрепилось название “антиреки”. Данная интерпретация термина не совсем корректна, поскольку, согласно официальному определению [6], “антирека - это участок русла реки, по которому вода движется в обратном направлении”, но с экологической точки зрение более широкое определение данного термина оправдано, так как конечные последствия реализации проектов переброски стока определяются тем, что большой объем природных вод попадает в иную географическую область и, соответственно, изымается из естественно стока реки. Негативная реакция экологического научного сообщества и общественности в отношении упоминавшихся выше проектов была обоснована. Значимые изменения окружающей среды могли возникнуть не только в регионах рек-доноров и водотоков-реципиентов, но и в морских бассейнах, из которых предполагалось изъятие части речного стока. Примером является Черноморско-Азовская водная система, включая реки (Дон, Кубань и др.), являющиеся донорами пресной воды в условиях динамики морского водообмена [7].

Однако рассмотрим эту проблему в свете современных реалий. В ряде стран, например, в Китае проекты антирек реализуются. Причем некоторые из них сопровождаются трансграничными эффектами, затрагивающими территорию РФ [8]. То же можно отметить и в пограничных районах Средней Азии на пограничной реке Вахш. Мотивация такой деятельности очевидна - это все возрастающие потребности в ресурсах пресной воды в условиях непрекращающегося роста народонаселения. Если называть вещи своими именами, то сейчас назревает необходимость не перераспределения речного стока, а формирования международного рынка ресурсов пресных вод.

Антиреки изначально создаются как управляемые ПТС, но сам этот факт, в настоящее время, в полной мере еще не осознан. По этой причине проекты антирек рассматриваются как сугубо технические. На практике возможность их реализации оценивается с позиций экономической или геополитической выгоды. Экологическая составляющая данных проектов рассматривается как побочный эффект. Опираясь на исторический опыт, можно с большой долей уверенности ожидать, что победа экономической и тем более “геополитической целесообразности” проектов антирек является лишь вопросом времени. Это обусловливает необходимость выработки конструктивного подхода к решению проблемы. Очень важно осуществить экологическую оптимизацию значимых аспектов техногенеза межбассейнового (межзонального) перераспределения речного стока, опережающую по времени реализацию проектов антирек. В противном случае велика вероятность, что в ряде стран ситуация будет развиваться в следующих двух формах или их комбинации:

- постановка общественности и специалистов перед фактом уже достигнутых соглашений о перераспределении (продаже) ресурсов пресных вод, необходимость которых не обсуждается;

- постепенное формирование “теневого” рынка ресурсов пресных вод, при котором основная цель маскируется (например, преподносится как помощь в чрезвычайной ситуации, постепенно перерастающая в прочные межгосударственные отношения).

В обоих случаях экологические проблемы будут решаться по ходу этой деятельности, а предлагаемые способы решения исходить из диапазона уже заданных технико-экономических параметров.

Вместе с тем, идея формирования международного рынка ресурсов пресных вод уже содержит в себе базу для создания механизмов обеспечения устойчивого развития в межрегиональном и даже континентальном масштабах. В основу этой деятельности может быть положен принцип обеспечения устойчивого развития на основе создания международных управляемых ПТС. Межбассейновое перераспределение стока осуществляется с помощью гидротехнических сооружений (каналы, насосные станции и т.п.), также как и плотинные ГЭС, они в любом случае выполняют регуляторные функции. Следовательно, создание на их базе управляемых ПТС может осуществляться на рассмотренных выше принципах. Аналогичными являются и ожидаемые результаты.

На практике построение управляемых ПТС, обеспечивающих принцип устойчивого развития, не может быть реализовано в форме единовременного краткосрочного проекта. Поэтому, в заключении представим наше видение этапов данного процесса:

- создание на базе объектов гидроэнергетики управляемых ПТС, рассматриваемых как системы устойчивого развития местного и регионального масштабов;

- корректировка законодательно-нормативной базы (детерминаторов управляемых ПТС) на основе результатов реализации пилотных проектов;

- постепенное объединение отдельных управляемых ПТС в ходе формирования цивилизованного рынка ресурсов пресных вод.

устойчивый развитие экологический межбассейновый

Список литературы

1. Волшаник В.В., Пешнин А.Г., Родионов В.Б., Юрченко А.Н., Амирова Н.Н., Доркина И.В. Инженерные пути решения проблемы улучшения экологического состояния прудов и малых рек // Безопасность энергетических сооружений. Научно-технический и производственный сборник. Вып. 12. ОАО "НИИЭС". М.: 2003. с. 367-377.

2. Троицкий А.В. Обеспечение экологической безопасности ГЭС // “Экология в энергетике -2006” Сб. докладов III Междунар. научно-практ. конф. М.: ОАО ВТИ, 2006. С. 24-27.

3. Суздалева А.Л., Безносов В.Н., Эль-Шаир Хаям И.А. Концепция экологической безопасности объектов гидроэнергетики // Гидротехника. №4(21)/2010-№1(22)/2011. С. 22-25.

4. Эдельштейн К.К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. М.:ГЕОС, 1998. 277 с.

5. Федоров М.П., Суздалева А.Л. Экологическая оптимизация гидроэнергетики как альтернативная стратегия охраны окружающей среды // Гидротехническое строительство. 2014. №3. С.10-15.

6. Временные методические указания к изучению санитарных условий водопользования и жизни населения при территориальном перераспределении речного стока. Утверждены 31.03.1983 г. №2685-83. 22 с.

7. Артюхин Ю.В., Кушу Э.Х., Федорова С.И. Гидротехническое регулирование водообмена между Азовским и Черным морями в условиях нарастающего влияния комплекса негативных природных и техногенных процессов. Гидротехника, 2014,№2, с.44-48.

8. Говорушко С.М., Горбатенко Л.В. Трансграничное водопользование в бассейне р. Амур // Вестник ДВО РАН. 2013. №2. С.74-83.

Размещено на Allbest.ru