автореферат диссертации по энергетике, 05.14.16, диссертация на тему:Экологическое нормирование антропогенной нагрузки на водосборах малых рек

Р Г Б ОД

II» np;m;i\ р\копнен

2 0 П.-wi 19.47

l'OMUIOH M и \ il и. I IliiciLiunii'i

ÎKO.IOI ИЧКСКОК IIOI'MUl'OHMIIIK Л11ТР0И01 г.шюП ПЛ1ТУ1К11 ИЛ ПОЛОС 1.<)1'Л\ МЛ.II.IM'I K

('limita.ii.iiDCп. 05.14.1h - I iaiiickckih' cpo.icimi н mi io.iu imiiiim

ОКр\Ж:||1>ШП1 cpc.ll.l (lip<lMI.IIII. ICIIIIOC1 b>.

Л В Г О I* К Ф К I» Л I листер lamm lia спнекмиш' yieiiin'i chuchu k:iii.iii.i:ii:i ie\iiii40CKii\ ii:i\k

C.iiiKi-llcicpñypi 1W7

Рабата выполнен* па кафедре "Экологические основы природопользования" Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Научный руководитель:

Заслухениий деятель щуки РФ,

доктор технических наук, профессор Федоре« МЛ.

Научный консультант:

кандидат технических наук, дооент Масликов В-И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Семин ЕХ.; камднлат технических наук, доцент Арсеньев Г.С.

Всдутааа оргвнтация: АО "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.ЕЛедеиеева"

Зашита состоится " 1997 г. а часов на желании

днссертаимоииого совета Д. 0613109 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д^, гидротехнический кирлус 2, вуд.

С диссертацией можно ошакомкгц« в фтншмшялкной библиотеке университета.

Автореферат рамслан^

«997 г.

Ученый секретарь дисссртаиконного совета к.тл-, проф.

Орлов В.Т.

ОЫЦЛН ХЛРЛКП ГИСТИКЛ РЛКОТЫ.

Актуальность рлГти.1. [Сиие титсе нречн и России с\чи'стсг проблема

.... ^

детрадании окружающей среды n оые.н.иых промытдспио-разпнтых регионах Плоша/и. «кч.'нч НМЛки пебипоподу чных районки еоиав зясм десятую часть Bi ci о к'чедьжчо фон.ia Росши. ма н\ icppmopiiii прожннае! 50-70 миллионов человек На ми* территориях паб подаюкя притаки нарушения среды обитания, прояв зяюшнеем и шнженип iip<M\Kiiii>iii4in 6110101ipicikiix комплексов, роете lafwucnacMocin людей. \ вс шченпн i \iepi noi I и

Л.1Я ускчгпничо ранчпнч общее i lia необходимо определение пределов aiuponoicimoiо воиейовия на природные комплексы )то требует решения комтпекса 1алач жо.нч пчлмип нормирования icxitoteiiiiux naipvioK. коюрые ра мичакчея как по способам но uciii ниш на iKOciiciexn.i, 1ак и по последствиям.

Большой 1 ia>■ и 1 t.iм пк la.i 11 решение проб темы iko 101 ичсскчч о нормирования air. р<чкчс1111ой iiaipyiKii ннссли oie'ieciiienin.ie и ырубежные ученые:.

Д.С'Аккчееп. 11 H Арефкен. Л I Арманд, |() С Наш и,en. M A ["лазовская. M Д 1'рол шнекии, ЮЛ H ipa 1 п.. If > Одум, Лж Орианс. I' К Осипов. A И Псрельман, К) I 11\ заченко, I) A Cnci un апои. 1Н>С'очана. M H Федоров. К Xo.nuiir, Il 11 Xpiicaiion и лр li.iai0.1.ip» ni lueзедонаниям и пракшку охраны окружающей (jie.ii.i псе тире ciani пнедрян.т '»ко loiичеекне принципы нормирования ail т ропот ешних иотдепсинш Доио тяя сани арио-мн неточный! подход к охране здорот.я чеюнека. »mvioi ичсскос^ нормирование поннмчс! решить более общую проблему обеспечения б lai оно iy чня 6noci|icpi,ï бсч чею невозможно существование человека.

Coi.iacno попон концепции iko.ioi ичсской бетонасносги, основным фактором счабидиюсит окружающей среди являемся бнога В снят с )гнм, в основу разработки зколот юкчких норма i и нов положено изучение oihctiioîI реакции основных бнолот ических сообщест на icxiioi спнмс потдснствия. ")го даст возможность обоснования устойчипих природно-техннчеекпх систем (ПТС) для рационального природопользования. Г! районах с пнгененшшм водопользованием границы ПТС совпадают с водосборами. матых рек. которые представляют собой удобную терри юриальную единицу для жологическою нормирования.

Особенно важна.разработка жологических нормативов на Сталин гехиико-_ жччюмнчсского обоснования (ТЭО). когда определяй!гея основные параметры технических объектов (ТО), их ратмещенне. Это позволит создавать техногенные объекты не нарушающие устойчивость чкоснст см водосборов малых рек.

Вышесказанное подчеркивает актуальность вопросов исследуемых в данной диссертационной работе, в которой разрабатывается методика экологического нормирования антропогенной нагрузки на водосборах малых рек.

Цель, и залами исследовании. Целью диссертационной работы является разработка методики экологического нормирования антропогенной нагрузки на водосборах малых рек, что позволит определять устойчивость экосистем, а также экологическую безопасность технических объектен на стадии DO

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) анализ и классификация современных методов экологическою нормирования антропогенных воздействии;

2) обоснование выбора территориальной единицы экологического нормирования;

3) аналн) связей и взаимодействий между тлементами ПТС и определение основных факторов, влияющих на устойчивость экосистемы бассейна малой реки;

4) разработка методики jko/ioiического нормирования антропогенной нагрузки на водосборах малых рек, потволяюшей проводить обоснование устойчивых ЦТС;

' 5} эколои)-)кономической оценки рашообразия экосистем; 6) составление рекомендации по практическому применению созданных методик в экспертномоделируюшей теоинформацпонной системе ( ОМ ПК' ).

Исходные__(nirpu^üoJ!«Ü®S»__исследований. В процессе проведения

исследований были использованы данные климатических атласов, материалы ежегодников но экожчической обстановке в Ленишрадской области и Ссверо-'З.шадном peí ионе; данные о выбросах jai ря тняющих bcihccib и величине потребления различных видов 'iiiepiоресурсов для исследуемых водосборов; карты фи iiiKo-iсотрафичсското районирования России и районирования по вероятои интенсивности процессов самоочищения, данные о состоянии лесных экосистем выбранных для аналн ia почосборон, нолучетп.те и > лесо таксационных описаний

ч '

l|a)4ii;iH iBiiiiijiia. Научная новины диссср!анионной работы так'Почаекя н решении актуальной та мчи обоснования допустимых пределов хотяйствснною' рашития на водосборах малых рек. Для кою:

- предложена схема основных этапов р.нрабожи экологических норм ашронотенной ni,i ру тки для бассейна ма той реки,

д и основных шпон антропогенных воменс ищи (химическое, тепловое, с тациальподес'ф> кпиониче) иредло/кеиы кри icpitii тьо io¡ нчеенн о нор миром, и шч.

- на <>. ново anriHia омняши лесник экосносм опре.те leni.i нокамтсли преде н.но . с ч i > с" ' И' юй i'ai ру он для [.асс moi репных видов во тлене i внй.

- проведена эколого-экономичсская опенка разнообразия экосистем на оснопе процедуры экспортно! о анализа.

Практическая шачнмость. Основные результаты работы были использованы при подготовке отчета о научно-исследовательской работе: "Дан. опенку эколо! ичсскоЛ опасности объектов традиционной энергетики и обоснование экологически безопасных энергетических технологий на возобновляемых источниках энергии", пополненного по заданию Минэкологнн России.

Созданная методика может быть испольюпаиа проектными организациями для обоснования экологической безопасности ТО; учреждениями занимающимися экологической экспертизой проектов; административными органами управления для планирования хозяйственной деятельности. Данная' методика рекомендуется: I) для определения экологических нормативов, обеспечивающих устойчивость экосистемы водосбора малой реки: 2) для обоснования параметров ТО с учетом минимизации экологического ущерба. . , .

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 5 работ. 'Основные положения, изложенные в работе, представлены и обсуждены на Международной научно-технической конференции "Современные проблемы нетрадиционной энергетики" (Санкт-Петербург, 1994), Российской научной конференции "Проблемы безопасности труда, эколог ии и чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте" (Новосибирск, 1995), Международном молодежном научном форуме • "Экобалтика XXI-пек" (Санкт-Петербург, 1996), на семинарах кафедры "Экологические основы природопользования" СПбГТУ (1993-1996). Данная диссертационная' работа была одной из победительниц конкурса грантов проводимых Мэрией г.Санкт-Пстсрбурга в 1996 г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на с. машинописного текста, включает таблиц и рисунков. Список использованной литературы содержит наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении сформулирована актуальность работы, ее научная и практическая значимость, определена цель исследования.

В первой главе рассмотрены общие вопросы экологического нормирования антропогенных воздействий, современное состояние проблемы. Отмечено, что в результате развития хозяйства сформировались своеобразные комплексы, состоящие

ft

ht гехнических оСч.ектв ( icxhoiicho i») и ivici'imoiimi.ix fnioieoiiciioioii. В полавляюшем Гюлыиннавс они расмоюжены на iu>.tocôopa\ малых рек. чноте tu коюрых являкчея мое Юм оГчпания ценных пилон opiaiiiiiMoii 0|рнцак'Л1.ныс последствия при соиании ТО можно п шачтеи.нои мере сократи. • если руководствоваться концепцией I1TC.

Paccxwipeiia обтай cip>KlypiiaM схема ИТС и cociamsioiuiie ее кохтоненш. -»косистечы леса. поля, пойми, иодотка ООнчлмвапо испои.юкание лесных фиюиеиою», являющихся наиСхолее иажиич (Лсмеиюм И ГС как с iKo ioi ическои. так и с xoifli'tciвенной ючек (рении. в качемве Гчюпнлнкаюра ашрошченных В01ЛСИСТВИЙ

Проанали iiipoiiaiii.i ч ni |нм сн им о МСЮД1.1 1и>рмнронання an I poiioi сниых iiatpvioK. paipaóoiaHiiuc oie'iccinciiiii.iMit и iapyóc*iii.i\iii учетами, .unta "их классификация.

Предложено применение fiattçiiiioiioto подхода. при коюром н качесте ccieciiiCHiKMÍ ic'i pi;inpiia.ii.miii cMiiiiinii.i iko loi нчечмчо нормирования выпираеня волосОор реки Нсооходтич 11, ittiio н.ювання паиснниншо подхода прп и ivii-iiini 1КОСИС1СМ имK'k,ici hi мшитpamioii luaiiMot пя winioc lit и танмоопус uni leiniociii рек и их Bo.iotñopon, ipo щошю-акку м\ля шишах и -»ко loi o-i еохихшчечких процессов в Ule lexic "с к. le m-волос Пор руин" как в единой i сое m icxic. oópa loitaiilioli однонаправленным ноюкоч вешеч та Но мтчнх i |уч.ibx ¡ р.ннщм ñattciiiioii рек в лначн ic.'iMi ni cieiieiiii сомн.смки с к-чихрахщ хчмят т. харак icpit iMoiiiiixi я рашммн птами и \ронннми ащ ротч eniioiï ii,iip\ihit. и. н не юм. мреоора ix кит в приролно-мчяйслвент.а' i ippinopiia п.ные i ik icmi.i pa mux i aKt "Iiomipici mix pain on

llano'.we lU'.Hcooôpaimaxi прсГшащясия нормирование :>н ipniioi ciiiii.i\ в.мдет тин на водосборах малмх рек. jiotko и.кс они ми lam.ixit иерннчимм ibcihim i и.'.ро im ическои tei и и на ко (opi.ix i|n >рмнр^еия '»5 " c l ока

Учтивая ч 10 в Рои ни имеемся oí ром нос ю шчеч то ма пах рек (ño ice Л м jii ipoioKJKMiiMK в раинах прнродно-к шмашчеи.их loiiax. iKotiu kmi.i ни нчооров коюрмх шачи<ел1ио омнчактя ЛГУ1 >ч лрма по цтппочш, pa ipaùoi.iii, нормы annonoi еиных воиенстни лля каллой hi hip иси.ма ta i р\дни ¡ t н.чо II noli чму.шии прс.ишлек'я upon iiucih hiaóop в онреле leiti.oii к hixi.uическои mue наиболее тпичных fuccciii.oá с parnriiii.im уровнем хо in« тетин о ранниня и л it ню. пр.-лечмю дорустмую uaipyikx по нре.п.иисчон в ли*.u-piaiiiin xh'^mhkí С iM.'iaii, i.u им oópa н.м .onopiu ki ña и, пешни no n-MotfiopaM. xio*ho ox.ici ci] еле'iMi- 'то. loi il иск не mol и на мрнрод.чю.и, юнаннс и л л я др\ i их ña. t синив

Такой подход даст возможность упростить процедуру пространственного регулирования антропогенной деяюльноон. определения размещения технических объектов.

Представлена схема основных этап»» разработки методики экологического нормирования антропогенных нагрузок на иодосСорс малой реки (рис,)).

Разработка

лрегр 1ИНИ

дКсягрине^тчлы.-к'Х хсеяедоааммй

Ксм^вцви асштшх)

-Г

Определение

исаКходмммк

мсследс вагехьеххх

см ту» ц* к.

ДС.ЙО»** и км

очередности

б^влениг.

трг£омнкик

достаисрыастн

ксслгдоввмич

гр*"ин гоассвзр»

Идгмтм^восэдьн с с* шшг жосяапм

Определение "слала мема"

Инфср»дк>с1 в геыосчеюк

Уситоеемкз а»» кскяу вааеясг.ет*м, изие:<енкяин н

ЛОГДедСУ*Н0мм

э

Пусгршм» мшдпшя

Экамгмчеоив «смени иврк магрухе*

НсрМи «¡ГГрЭПО-

г» кных («грузок ня водоеЯор

Рмс1. Оснсаные атапы рмр»бэтех петод^е* опреаедеикя керн антропогенных и л груз о к на аодосбере »алейрекм.

■ Во второй главе дано описание основных положений методики экологического нормирования основных видов техногенных • воздействий (стациалыю-деструкционного, химического и теплового загрязнения) для бассейнов малых рек.

Проанализированы основные формы устойчивости экосистем: инертность, восстанавливаемость и пластичность. Рассмотрена ПТС на временном интервале -100 лет. Такой период выбран по следующим причинам: 1) это время полного созревания древостоев используемых для целей биоиндикации по разным классам возраста; 2) жизненный цикл большинства технических объектов не превосходит указанного интервала.

Предполагается, что на начальной стадии формирования ПТС экосистемы исследуемых водосборов испытывают незначительные воздействия, поэтому при экологическом нормировании антропо!епмой нагрузки на водосборах малых рек с невысоким уровнем хозяйственног о освоения наиболее.важным свойством экосистем является инертность, которая в дальнейшем отождествляется с устойчивостью.

При строительстве инженерного объекта, в первую очередь происходит отчуждение и преобразование земель, занимаемых естественными экосистемами и, как следствие, изменение разнообразия биогеоценозов на водосборе. В отдельных случаях, при превышении допустимого уровня техногенной насыщенности территории, это можс принести к нарушению устойчивости экосистемы бассейна малой реки. Поэтому сохранение основных типов биологических сообществ может выступать в качестие приоритетной экологической цели (особенно для объектов, обладающих большой зсмлссмкостью ГЭС, нетрадиционные энергетические установки к др.).

Предложены два критерия рационального землепользования. Первый -критерии не уменьшения общего разнообразия экосистем бассейна малой реки:

(Ш/Лго, > 'И *

где 11 = -Л р! * р! - показатель общею бнораэнообразня экосистем водосбора, Тде н данном случае р = ' У -' мера разнообразия экощекч ¡-го типа в пределах •'"-следуемо. -I 1Ч),;ос"орг.; XI • площадь жосистем йо ища; 8 - общая площадь оы-гей"» чалой реки О/так.: ног критерий не являепя 'жологпчсскн толерантным, ,1.л Л'*1:!;.1 екает мччо.чьи ть полною уничтожения сосовенн'лх шосиоем при (.ие-пии »«лшченне.стн^.раструктчры.

Следовательно, необходим второй критерий, позволяющий нормировать еличину компоненты разнообразия антропогенно модифицированных экосистем:

USIult. * Не; (2)

де На • компонента разнообразия антропогенно-модифицированных, а Не -стесгвенных экосистем (Н = На + Не); кл.т - пока мтель допустимого соотношения стсственных и антропог енно модифицированных экосистем водосбора.

С помощью данного критерия можно нормировать насыщение бассейна малой екн техногенными объектами.

Одним из основных видов антропогенного воздействия на окружающую среду вляется химическое заг рязнение. Устойчивость экосистемы водосбора малой реки к анному виду нагрузки зависит от интенсивности процессов трансформации опасных оединений до малоопасных или малоподвижных форм, а также скоростью еремешения загрязняющих веществ за пределы бассейна за счет ветра. Критерий ормирования химической нагрузки имеет вид: I

](AI * mi) / f * S S кд.х. , (3)

И

де Ai - показатель относительной агрессивности ¡-го вещества; mi • общая масса ыпадения ¡-ой примеси на подстилающую поверхность; Г - поправочный оэффициент, учитывающий устойчивость экосистем к химическому загрязнению в азличных физико-географических зонах ; S - площадь водосбора малой реки; кдх. -оказатель допустимой химической нагрузки.

В диссертации была определена величина поправочного коэффициента Г на снове анализа данных о предельно допустимых нагрузках отдельных загрязняющих еществ на лесные экосистемы различных физико-географических зон.

Еще одним аспектом взаимодействия природной и технической составляющей ITC является обмен энергией. Неконтролируемый рост антропогенной энергетики ожет привести к нарушению сбалансированности вещественно-энергетических руговоротов на водосборе малой реки. По данным специалистов потенциально пасным является уровень потребления энергии - 0,05 - 0,1 Вт/м}. Однако это начение не является постоянным и зависит от поддерживающей емкости кружающей среды, которая определяется величиной естественной продуктивности :рриторий. Учитывая это энергетический критерий имеет вид:

ЕаСЕс<кд.э., (4)

где Ее - чистая первичная продуктивность естественных экосистем; Еа - потребление человеком энергии на -единицу площади; кдл. 1 показатель допустимой энергетической нагрузки.

Численные значения показателен допустимой антропогенной нагрузки, стоящих' в правой части формул (2; 3; 4) определяются путем сопоставления состояния лесных экосистем на фоновых водосборах (условно ненарушенных) и водосборах с различным уровнем развития хозяйства

Анализ отпетой реакции дрсиосюсн на антропогенные воздействия показывает, что зависимости типа "лозл-|ффст i" нелинейны. Это дает вотможность выделить три качественно различных икяояшм древостоя; два стабильных (фоновое и стрессовое) и одно неустойчивое (переходное).

Увеличение антропогенной нагрузки на водосборе возможно лишь до определенной величины, коюрая соответствует началу перехода от устойчивого состояния jicci 1*ых фптоценоюи к неустойчивому. Ее .количественное определение требует большою объема ратнообразной информации, значительная часть из KO'opo.i, а настоящее время, задается крайне приближенно, что не позволяет объективно onemm. начало •.рансфчрмации лесных экосистем.

Для предиарщслыюн опенки предельно допустимой нагрузки на начальном пане проектирования предлагается пепо'н.зовшь сравнительно легко определяемые гакеацночные ка'рак iepii>. шки: осрсд генные по водосбору высоту, диаметр, полноту и Л|.сиос[оев. Kiiropi.ic интегра цию oipavb.imi влияние внешних воздействий. В

камеей.с теп обьскток необходимо ш. пользовать гтопуляпни-здификаторы, т.е. п )П7ля|'1ш основных лееообразуюшмч пород. Нормы наг ру юк.должны быи. гаксны. чтобы' обеспечить стабичьпое ■.учгествопапие древЛстое» па практически нем раниченных интернатах времени.

Тем самым появляется во птжпочл г. при минимг.льноп 'информации о природной KoMiiofienie 1ПС определят!, ,и>:ттнмые параметры ТО. "¡roei pain i пенно per улиров.гч, • хшяйииенцут .ieiuc ¡;..ик-н. на ьодосборе ма:юй теки

C'ib('pM) .THpoiMiii-i i рисования к" иеоб'олимыи исходным данным, которые •i'-i\i -'.ii.ni, о^.ы'.тнне и: п фи ;i.roi..i. I) нп'[|«>)>м»'шя о природной среде. 21 4i.|iop\i.i!r:tl' О Ii.'XHolCHHUX НО Ucilc ГНИЯХ И.1 нод.ч»>оре; 31 блок норма (ИННОЙ

Ч V01">,'!MI1

и

Рассмотрены условия реализации методики. При экологическом нормировании, с методической точки зрения, желательно выбирать такой водосбор, в пределах которого преобладает какой-либо один вид антропогенных воздействий. Это позволяет более точно оценивать предельно'допустимые значения хозяйственных нагрузок на экосистему водосбора. Предложенная методика может использоваться на стадии ТОО для технических (в частности, энергетических) объектов, для которых основными видами воздействия на окружающую среду является стациально-деструкционное, химическое и тепловое загрязнение.

В третьей главе проведена апробация методики экологического нормирования антропогенной нагрузки па примере 15-ти водосборов малых рек Тосненского района Ленинградской области; на основе анализа состояния лесных фит.зценозов определены численные значения показателей предельно допустимом нагрузки: произведено обосиопанис допустимого предела развития альтернативном шергсткн с учетом экологических квот на землепользование; рассмотрены' прикладные аспекты применения методики в экспертно-моде.Тгруюших ГНС.

Проведенный аналщ водосборов малых рек Тосненского ри'юна Ленчшрадской области показал, что Гчшышшство их характеризуется относительно невысоким уровнем химическою и теплового з:и рязпения. В то же время, на некоторых водосбора* значительную долю площади занимает антропогенно-молкфшорованные экосистемы (табл.1), что, в отдельных случаях, приводит к нарушению устойчивое;.! экосистемы бассейна малой реки.

Для определения показателя допустимого соотношенич компонент разнообразия амгроткцщно-модифпцнровтнных и естественных экосистем кдг, были выбраны три иаиболе- ттичныч водосбора (№ 10, Vs И и № 14) с различными значениями На / Не \ '

На данных водосборах исследовалось состояние сосновых древосюев различных типов леса и классов возраста (табп.2). Выявлена спять ме.кду суммарной площадью антропогенные иекиезем бассейна матом реклам запасом древостоя Исходя in тою, что допустимое снижение lari.ica лесчых фиюиеиозов сосывлжч 15 -20 "... величина по^азли-ля кл г = 0/ - 0.65, при ним доля итоща^ей a,i ipoiu i енно-модн-} ицирочанныч тко' исем ;; =■ .»5-10 " »or обшей плошали почосбора.

Таблица I.

Показатели разнообразия антропогенно-модифицированных и естественных экосистем на исследуемых водосборах.

Номер водосбора Площадь, хмг Показатели разнообразия

Н Не На На / Не

1 132 0,542 0,29 0,252 , 46.49 0,869

2 41 0,768 0,562 0,206 26,82 0,367

3 48 0.563 0,43 0,133 23,62 0,309

4 • 87 0,90 0.493 0.407 45.22 0,826

5 . 38 0,903 0.552 0,351 38,9 0,636

6 63 0.931 . 0,814 0.117 12,57 0,144

7 99 0,464 0,426 0,038 8; 19 0,089

8 160 0,867 0,817 0,05 5,77 0.061

9 9 , 1.056 0,561 0,495 46,87 0,882

10 31 1.272 0,764 0,508 39,94 0,665

II 64 1,596 0,986 0,61 38,22 0,619

12 60 1,509 0,956 0,553 36,65 0,578

13 31 1,707 0,679 1;028 60,22 1,514

'4 124 0,895 0,627 0,268 29,94 0,427

15 45 1,321 .0,886 0,435 32,93 0,491

Полученные результаты дают возможность разделить водосборы малы;; рек на следующие основные группы: . а) условно-ненарушенный водосбор, т.е. здесь практически полностью сохранились естественные экосистемы и отсутствуют антропогенно-модифицированные (На/Не близко к 0);

б) допустимое техногенное насыщение водосбора: сохранившиеся в достаточном объеме естественные экосистемы обеспечивают устойчивое состояние бассейна мглой ■ реки в целом (На/Не £ 0,6 • 0,65);

, и

в) превышение, допустимой доли площадей аитропогенно-модифицированных экосистем, естественных экосистем сохранилось крайне мало: экосистема водосбора потеряла устойчивость и деградирует (На/Не > 0,6 - 0,65);

г) на водосборе практически полностью трансформированы или уничтожены • естественные экосистемы: "вторичная природа" (На/Не много больше I).

Таблица 2.

Результаты оценки состояния лесных экосистем для водосборов с различным уровнем антропогенной нагружи (осрсднеинме значения).

Тип леса

Класс возраста Сосняк багульниковый Сосняк бат ульник9вый осушенный

Запас, м-'/га Запас, м3/га

№ 13 № 10 № 14 № 13 № 10 № 14

3 (45-60 лет) 120± 14,14 128± 17,0 83+23,3 115±15,9

4 (65-80) П3±!£.7 115± 13,4 !33±17.8 106Л4.3 - 130± 14,1

5 (85-100) 120±26.5 143+12,4

6 (105-120) 180± 14.1 160±12,7

Тип леса

Класс возраста Сосняк сфагновый осушенный Сосняк осоко-сфагпо'.ый

3(45-60) • - - - - - -

4(65-80) . 87+26,2 - 113±8,2 60+7.1 105+7,1

5(85-100) - - • - - -

6 (105-120)

Соиав шкалу натурных ктпфф.щисн оч кл > хожно реглач-мтироя.т, соотношение компонент разнообр.иия антротпенных На и ссэсо вешни Ие экосистем, чю потводрст обосновывать рлтчеры и размещение тощ;. юк г. I»

сооружения ТО. Экологически приемлемым является такой вариант, когда удается сохранить значение На/Не в диапазоне существовавшем до создания ТО.

Предельно допустимые значения показателей кд.э. и кд.х. оценены на основании укрупненных данных.

Известно, что допустимый экологический предел потребления энергии

*

человеком составляет 5 - 10 % от общей энергии фотосинтеза, т.е. не более 10 ТВт (уровень •современного потребления). Считая, что чистая первичная продукция составляет в среднем 50% от общей энергии фотосинтеза получим:

Еа / Ее 2 0,1 -0,2.

Т.к. значения чистой первичной продукции изменяются примерно в 20 раз в зависимости от природно-климатических условий, а объекты антропогенной энергетики расположены крайне неравномерно, то и полученное значение Еа / Ее может существенно варьировать. В частности для Тоснснского района Ленинградской области Еа / Ее * 0,2 и, таким образом, район является энергетически сбалансированным.

Особенность регионального загрязнения вредными веществами проявляется в случайном размещении поврежденных лревостоев на рассматриваемой территории. Оценено, что допустимое выпадение 'ЗВ из атмосферы для Ленинградской области составляет 400 - 500 у.т./км! * год. На большинстве исследуемых речных бассейнов уровень химической нагрузки значительно ниже, однако на водосборе № 15 он превышает предельно допустимое значение.

Очевидно, что здесь нецелесообразно создание энергетических объектов, увеличивающих химическую наг рузку (например, ТЭС) и дальнейшее хозяйственное развитие этих территорий возможно за счет освоения нетрадиционных возобновляющихся источников энергии (НВИЭ). Проведен анализ энергопотеицнала различных видов НВИЭ для Ленинградской области. В частности для покрытия местных энергетических нужд в Тосненском районе может быть использованы ресурсы*энергии ветра. С учетом экологических квот на землепользование проведено обоснование предельно допустимой мощности ВЭС на водосборах с различным уровнем техногенного насыщения (табл.3)

Также была проведена эколого-экономической оценка разнообразия экосистем с использованием метода экспертного анализа. Определены весовые коэффициенты, учитывающие предпочтительность сохранения разнообразия экосистем при размещении антропогенных объектов. Их значения отличаются в 3 - 4 раза в

танисимоои oí cicmichh хотяйи псиной освоенности водосбора ма.юй реки. Молч'к'инме к'0'«|н|||щ1к'мп>1 следим уштывап. при жолою-жономическом обосновании размещения техно! сншах обт.екнж

Таблица .V

Обоснование предельной мощносш IVX' с уте том iKo;ioi ических киот на землепоп. юианис

11омер Площалт. 11 реле п.пая площадь осуждаемая Лотстимая

водо- водосбора. под ЮС мощноси. ЮС,

сбора кмг i МПт

и "..от общей пло- 11 км-

шали иодоСбора

4 Х7 , сооружение lî )C иске зеч ообра ню . i к. H.i/Hc V. a i

i: (.0 : о . 1 1 : ; 2

м 124 ÍO S 1. ■ :i V

Oimcmcho. чю pea щ мцпя предз.паемой меюдпмт зконч нчсското нормировании all iponoi енном ii;iip\ikii ipeôçei paipaôomi i'óoi вент и\кччеи CMC. l'accMoipcna cipxKixpa и содержание основных ó iokoii подобной I HC. преде lairiein.i Iрсбоианпяк Необходимому оборч loii.tiiiiio

H включении i'l't'pvn троиаим счиопиые вымоли. позччепные и peu плате промеренные me ieломании, л также напрам кчшя ла tuiciiiiicit ра ip.iTu)i ки ,сми.

Имво на по диссертационной работе:

I Мроаиа m nipoH.iiii.i современник мею.на »ко loi iriecroi о нормирования .m ipoiioi il nui \ noi.ieiK I loin на pel нона п. ном \ ронне и д.им их к пчеифпкацня

^ (TotHinoiaii ni.iôop ho.HHÓop.i \ia юн реки » качестве территориазмюй единицы 'к,1 tiч юнчкою titpviitp.....огня

' I'.mMoipeiia общая схема ПГС на водосборе реки и выявлены основные пропечем. онре.Н' :икчние се сснч.чшич тт.

J Ра ip.tooi.ina методика жо им ичеемч ■» нормирования наибоме рас прос траненнмх пилон от, ропот синих во i.a'i'o i muí (химическою, тепловою, станиалмю-лестр)mhioiihoi о) на >к> систем;, п.ичеина м;т «oí реки

5. На примере 15-ти водосборов малых рек Ленинградской области определены показатели допустимого соотношения антропогенных и естественных экосистем кд.т. й 0,6 • 0,65; потребления энергии кд.э 2 0,1 - 0,2 и выпадения загрязняющих веществ па подстилающую поверхность- кд.х. ^ 400 - 500 у.т./км!*год; отмечено, что данные значения могут существенно изменяться п зависимости от природно-климатических условий местности;.

6. Предложенная методика апробирована при определении размеров площадок отводимых под.объекты нетрадиционной энергетики (ВЭС) на водосборах малых рек Ленинградской области.

7. Выполнена эколого-экономическая опенка разнообразия экосистем на водосборе малой реки. ■ _ ■ /

8. Рассмотрено содержание основных блоков региональной экспертно-моделирующей ГИС. Даны рекомендации по применению методики экологического нормирования в составе экспертного блока.

Основные публикации:

1. Боголюбов А.Г., Масликов В.И., Романов М.В. Экологическое квотирование природопользования при обосновании нетрадиционных энергоустановок. II Тез., докл. Междунар. науч'.-тсхн. конф. "Современные проблемы нетрадиционной энергетики", С.-Петербург, 1994.

2. Вдовиченко В.Д., Романов М.В. Влияние транспортного землепользования на состояние экосистем. // Тез. докл. Российской научной конференции "Проблемы безопасности труда, экологии и чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте", 30 мая 1995 г:, Новосибирск, 1995.

3. Вдовиченко В.Д., Масликов В.П., Романов М.В. Критерии оценки состояния леса в природно-тсхнических системах. // Тез. докл. Междунар. молодежи, форума "Экобалтика - XXI век", С.-Петербург, 1996.

4. Федоров М.П., Романов М.В. Экологическое нормирование антропогенной нагрузки на водосборах малых рек Ленинградской области. II Тез. докл. Междунар. молодежи, форума "Экобалтика - XXI век". С.-Петербург, 1996.

5. Боголюбов А.Г., Масликов В.П., Романов М.В. Обоснование нетрадиционных энергоустановок с учетом экологических квот на землепользование. // В сб. Нетрадиционная энергетика: ресурсы, техника, экономика, экология. - С.-Петербург: Изд.-во СПбГТУ, 1996. - с. 85-87.