Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Научные основы природопользования в горных регионах (на примере Горной Осетии)

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Научные основы природопользования в горных регионах (на примере Горной Осетии)"

На правах рукописи

КЕЛОЕВ ТАЗРЕТ АМУРХАНОВИЧ

\

Научные основы природопользования в горных регионах (на примере Горной Осетии).

Специальность 11.00.11 - "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов^

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1997

Работа выполнена в Московском государственном горном университете и Северо-Кавказском государственном технологическом университете.

Научный консультант доктор экономических наук, профессор Архипов Н.А.

Официальные оппоненты: член корр.РАН, доктор геолого-минералогических наук, профессор Арский Ю.М. доктор технических наук, профессор Рееазов М.А. член корр. РАСХН, доктор экономических наук, профессор Соскиев А.Б.

Ведущая организация - Научно-исследовательский центр экологической безопасности Министерства природных ресурсов РФ.

Защита диссертации состоится "XI » " марта " 1997 г. в_часов

на заседании диссертационного совета Д 053.12/<)фпри Московском государственном горном университете: 117935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

II

февраля " 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

к.э.н., доцент Петров И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Особенность природопользования в горных регионах (по сравнению с равнинными) заключается в том, что проведение горных работ ведет к нарушению механической устойчивости склонов, разрушению горного рельефа, перемещению грунтовых масс в гравитационном поле, а также к изменению природно-климатических условий. Все это позволяет считать, что рациональное природопользование в горных регионах является самостоятельной важной народнохозяйственной проблемой. С каждым годом усиливается внимание к этой жизненно важной проблеме и в Республике Северная Осетия-Алания, особенно вопросу сохранения природы горной, наиболее легко ранимой ее части. Однако - это делается без глубокого изучения экологических последствий, которые могут произойти в окружающей среде в результате определенных видов производственной деятельности человека.

В этом отношении оценку экономических последствий воздействия человека на окружающую природную среду можно рассматривать в качестве эффективного инструмента планирования, заключающегося в том, чтобы до начала осуществления предполагаемого вида производственной деятельности провести всесторонний анализ ее экономических последстздш, в котором главное значение придавалось бы безопасности окружающей среды, степени допустимого вмешательства в нее человека.

Правильность предполагаемого подхода не вызывает сомнений, поскольку стабильность процессов развития экономики зависит от состояния базы природных ресурсов, являющейся для производства определяющей.

В современных условиях единственно реальным путем предотвращения ухудшения и приемлемого сохранения окружающей природной среды является учет экологических требований, включая глобальные факторы, на самых ранних этапах планирования развития отдельных отраслей экономики, определения ее структурных соотношений и конкретной направленности технологических разработок и проектов.

От своевременного перехода региональных экономик к принципу экологически устойчивого развития в значительной степени зависит будущее экономическое благосостояние Российской Федерации в целом.

Осознание общественностью и властями необходимости своевременного решения экологических проблем горных территорий не путем изолированных усилий, направленных на ликвидацию уже причиненного ущерба, а в неразрывном единстве с эффективным решением задач технического и экономического прогресса - основные услосня. осуществления экономически приемлемой производственной деятельнее ш.

Исходя из этого особое внимание в работе уделено новейшим аналитическим методам оценки и сопоставления затрат и выгод, связанных с проведением мероприятий по охране окружающей природной среды, с целью обеспечения максимально высокой отдачи от капиталовложений в производственные и природоохранные мероприятия.

Природную среду следует рассматривать как один из компонентов основного капитала.

Как известно, неблагоприятное влияние на окружающую природную среду оказывают такие негативные факторы экономической деятельности, как загрязнение окружающей среды и изменения в экосистем ном балансе. При этом в своем наиболее полном виде данные факторы проявляются в горном деле, экономические показатели которого в значительной степени определяются структурой и качественными характеристиками недр.

В процессе добычи и переработки полезных ископаемых вовлекаются такие природные ресурсы, как Земля, вода, воздух, почва и растительность, которые претерпевают качественные изменения, воздействующие на фауну и условия жизни людей в их бытовом и рекреационном проявлениях.

В настоящем исследовании учитываются следующие основные факторы антропогенного воздействия горного производства на окружающую природную среду:

- геологический - нарушение целостности недр, истощение запасов, изменение физических, механических и химических свойств горных пород, минералов и руд в недрах;

- геохимический - изменение условий протекания природных химических процессов, вовлечение в химически активную деятельность больших объемов горной массы и воды и, как следствие, изменение физических и химических свойств подземных и поверхностных вод, почвы и растительности;

- биологический - нарушение сложившихся взаимоотношений в природе, уничтожение отдельных видов растений и животных, нарушение баланса между ними, изменение генетических структур флоры и фауны, т.е. нарушение среды обитания человека и животных;

- экономический - прямо отражающиеся на общей экономике значительные затраты на добычу и переработку полезных ископаемых, а также затраты на природоохранные мероприятия.

Указанные факторы рассматриваются в работе в их взаимосвязи, укрупнено проявляющейся в том, что экономический, производственный вред влечет за собой вред экологический, и, наоборот, ухудшение экологической обстановки вызывает определенные потерн в экономике.

Территория, на которой расположена Республика Северная Осетия - Алания, привлекает к себе внимание исследователей, как уникальная природная лаборатория, где встречаются различные ландшафтные зоны, начиная со степной на севере и кончая ниваль-ной с ледниками и снежниками на юге в горах центрального Кавказа.

На территории Осетии сконцентрировано большое количество горнорудных предприятий и среди них 51 постоянно действующий карьер. Крупнейшим среди этих предприятий является Садонский свинцово-цинковый комбинат, который ведет подземную разработку рудных месторождений пятью рудниками с наличием двух обогатительных фабрик. Ежегодно рудниками комбината перерабатывается 4,5 млн.т горной массы с образованием 0,6 млн.т хвостов обогащения.

В сферу обслуживания горнорудных предприятий входат также 300 промышленных, 73 автотранспортных и 93 сельскохозяйственных предприятий, на которые приходится 6923 источника выбросов веществ в окружающую природную среду, суммарно составляющих примерно 50 тыс.т вредных веществ в год.

В настоящее время на реке Ардон ведется строительство Зара-магской ГЭС, а также эксплуатируется перевальная автодорога "Транскам", которая, будучи построенной без должных инженерных изысканий, создает дополнительную нагрузку на природную среду, проявляющуюся в разрушении горного рельефа и вызывающую определенные изменения естественных климатических условий.

Изложенное свидетельствует о целесообразности проведения в республике экологической экспертизы с выработкой необходимого комплекса природоохранных мер по всем видам производств, с особенным выделением горного производства, предполагающего уделе-ние особого внимания геологическим вопросам в их эколого-экономических аспектах.

Геологическая сторона специально выделяется в данном исследовании в связи с тем, что в должной мере отсутствует в связанных с горным делом экологических разработках.

Следует отметить, что до настоящего времени должным образом не исследованы последствия вывода потоков энергии из подземного пространства вместе с горной массой, а также ввода в природную среду образующихся отходов производства. Вследствие этого возникает необходимость проведения оценки границ гомеоста-зиса в зависимости от характера производственной деятельности людей и установления причин, нарушающих устойчивость биосферы. В этих целях в данном исследовании используется системный анализ управления природными процессами.

Цель исследования состоит в разработке методов системного анализа и качественного управления природными процессами, воз-

никающими в недрах и биосфере в результате оказываемых на них антропогенных воздействий при изыскании эффективных путей их необходимого снижения и по возможности устранения.

Основная идея работы заключается в использовании общего пространственного подхода к оценке устойчивости природной среды горных территорий, на основе исследования размещения и изменения отдельных диссипативных систем с учетом их географического расположения, пространственной изменчивости геологических характеристик и величин влияющих на окружающую среду факторов.

Методы исследования основываются на объединяемых системным анализом междисциплинарных научных разработках в области экономики, ландшафтной геофизики, геологии, экологии, математической статистики, включающих в себя полевые и лабораторные исследования, аэрофотосъемку и аппарат теории информации.

Основные научные положения, выносимые на защиту, сводятся к следующему:

1. Определение допустимых мер снижения техногенной нагрузки на природную среду и совокупного потребления природных ресурсов предполагает установление зависимости между устойчивым состоянием физико-механических свойств горных пород и экономическими показателями разработки природных ресурсов горных территорий на основе использования для этого предложенных приемов и методов.

2. Функциональные взаимосвязи между экологическим состоянием окружающей среды и экономическими последствиями воздействия на нее человека предусматривают раскрытие природы возникновения вертикальных сейсмических колебаний, возникающих в горном рельефе в результате нарушения изостатического равновесия в геологической среде.

3. Граничные условия отрицательных воздействий горноразведочных и горнодобывающих работ на устойчивое состояние горного рельефа следует устанавливать с использованием для этого разработанного в диссертации математического аппарата расчета, охватывающего такие факторы, как площадь нарушенных земель при открытых горных работах и объемы нарушенного подземного пространства при подземных горных работах и поверхностного слоя горного рельефа в результате эрозии почвы.

4. Влияние последствий изменения естественного состояния окружающей природной среды на здоровье и безопасность человека рекомендуется определять на основе моделей, учитывающих связи между ростом потребления ископаемых видов топлива и уровнями концентрации токсичных выбросов в окружающую природную среду, а также зависимости между загрязнением окружающей среды.

производством продуктов питания, истощением природных ресурсов и показателями роста населения.

5. Обеспечение рационального природопользования, на основе осуществления необходимой охраны окружающей природной среды при экономически эффективном использовании всех природных ресурсов, предусматривает разработку региональной стратегии природопользования при проведении типизации горных территорий путем установления экономических ландшафтных единиц, обладающих однородными экологическими характеристтгками. В этих целях используется разработанная матрица экологической взаимосвязи отдельных элементов и факторов в их взаимодействии, обуславливающем эффект "цепной реакции", отражающей своего рода нарушение природного равновесия, под влиянием определенных воздействий. При этом учитываются свойства природной среды и условия, способствующие предупреждению снижения устойчивости горного рельефа и нарушения силовых связей между отдельными составляющими природно-территориальных комплексов.

Достоверность научных положений, выводов н рекомендаций подтверждается:

- представительностью исходной информации, основывающейся среди прочего на результатах полевых, шахтных и лабораторных исследований природных и антропогенных процессов, охватывающих всю горную часть исследованной территории, с выделением опасных диссипативкых участков при выполнении по ним контрольной аэрофотосъемки и лабораторных модельных экспериментов по основным составляющим природной среды;

- достаточной близостью расчетных и фактических результатов (расхождение расчетов с данными практики не выходит за пределы 9-16% для составляющих 5-10 лет ретроспективных периодов).

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлено и изучено многофакторное влияние на природные ресурсы различных антропогенных факторов, совокупно определяющих воздействие на окружающую природную среду во всех ее проявлениях (недра, поверхность);

- разработана методика количественной экономико-экологической оценки различных составляющих техногенных процессов горного производства;

- исследовано пространственное размещение отдельных дисси-пативных систем с учетом их географического расположения на основе пространственной изменчивости геологических характеристик и величин, влияющих на окружающую природную среду факторов:

- разработана модель отражения целостной совокупности физически разнородных и разномасштабных природных процессов на антропогенно пораженных участках природно-территориальных

комплексов, охватывающая закономерности самоорганизации природной среды с возможным подавлением внешних сил возмущения и определением границ возврата системы в естественное состояние;

- установлены варианты оперативного стратифицированного контроля природных процессов при их системном анализе с точки зрения рационального управления природопользованием;

- обоснован подход к разработке стратегии природопользования с приемами и методами оценки возможных воздействий на окружающую природную среду и установлением мер обеспечения их нормативной величины.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные теоретические положения и методы комплексного эколого-экономического управления природными ресурсами горных территорий позволяют:

- обосновать теорию устойчивости природно-территориальных комплексов (закономерное сочетание природных, геологических компонентов: земной коры, рельефа, воды, воздушных масс, сообществ живых организмов, образующих целостную материальную систему) на основе анализа физическо-механических свойств горных пород, из которых сложены эти комплексы;

- предложить критерии эколого-экономической оценки отдельных составляющих природных ресурсов, входящих в состав данного природно-территориального комплекса;

- разработать способ оперативного прогноза устойчивого состояния подземного рельефа, позволяющий предсказывать вертикальные сейсмические колебания;

разработать способы управления многофакторными эколого-экономическими процессами, разрушающими устойчивое состояние природных ресурсов горных территорий;

- обосновать функции контроля, прогнозирования и, главное, -управления эколого-экономическим состоянием природной среды;

- выполнить анализ состояния территориально-природных комплексов в отношении возникновения опасности геологических катастроф, определения их статистических параметров в региональном разрезе и установления количества отходов, загрязняющих окружающую природную среду с построением вычислительных схем оценки экологического влияния горного производства;

- обосновать оптимальные с экономической точки зрения решения по рациональному природопользованию на основе разрабатываемой для этого стратегии.

Основные результаты работы апробированы и внедрены в практику деятельности Центральной опытно-методической геохимической экспедиции Российской Академии наук, Садонского свинцово-цинкового комбината. Научно-производственного объединения "Кавдоломит". Управления геолопш Туркменистана, Ми-

нистерства сельского хозяйства Республики Северная Осетия-Алания и кафедры региональной геологии и геодезии Северо-Кавказского государственного технологического университета (СКГТУ).

Основные положения теории и методики управления эколого-экономическими процессами горных территорий вошли в учебный процесс СКГТУ и регулярно отражаются, начиная с 1985 г., в курсе "Инженерная геология и охрана природной среды".

Разработанные в диссертационной работе методы прошли апробацию при решении практических задач в перечисленных выше научных и производственных организациях и были критически обсуждены в Северо-Кавказском научном центре РАН (Ессентуки, 1986 г.; Новочеркасск, 1987 г.; Ростов, 1989 г.), в Академии наук Республики Грузии (Тбилиси, 1989 г.) на Всесоюзном симпозиуме АН СССР "Технологические и экологические проблемы создания подземных горно-промышленных комплексов" (1990 г.), на первой Международной конференции "Экологические проблемы горных территорий" (п.Фансал, 1992 г., Северная Осетия), на Международной научно-технической конференции "Новые информационные технологии" (п.Цей, 1994 г., Северная Осетия), на Международной научно-технической конференции "Теоретические и практические вопросы приложения начертательной геометрии в горном деле и геологии" (Владикавказ, 1994 г.), на второй Международной конференции "Безопасность и экология горных территорий" (Владикавказ, 1995 г), на Всемирном конгрессе 1МСП - 96 (Москва, 1996 г).

Публикации. Основные научные результаты, полученные по теме диссертации, изложены в 36 опубликованных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов и заключения; содержит 243 страниц машинописного текста, 9 рисунков, 28 таблиц и список литературы из 80 наименований.

Во ведении обоснована актуальность и практическая ценность проведенных исследований, дана краткая характеристика выполненной работы и полученных результатов.

В первой главе изложено влияние физико-механических и гидрологических свойств горных пород на устойчивое состояние природных ресурсов. Установлены причины возникновения опасных геологических процессов, разрушающих окружающую природную среду. Проведено районирование территорий по степени риска возникновения опасных природных катастроф, установлена роль отдельных антропогенных воздействий на окружающую среду, которые ускоряют разрушительные процессы.

Во второй главе решены вопросы теории устойчивости рельефа земной поверхности. Дана новая концепция экономической и экологической функций земли и горных регионов, подробный анализ естественных природных ресурсов, а также система учета состояния

окружающей среды с помощью набора показателей воздействия, отражающих уровень и вид нагрузки на природ ную среду.

В третьей главе решены общетеоретические и методические задачи, относящиеся к проблеме эколого-экономической оценки естественных ресурсов. При этом особое внимание уделялось критическому анализу довольно большого, но пока разрозненного опыта, который накоплен в науке и практике.

В четвертой главе дана количественная оценка влияния человека на окружающую природную среду, исследованы все виды воздействия на среду обитания человека, которые сплошь и рядом переплетаются друг с другом.

В пятой главе разработана региональная стратегия охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов горных территорий. Доказано, что охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов являются неотъемлемой частью экономического и социального развития региона на ближайшую и более длительную перспективу.

В заключении сформулированы выводы по работе.

Автор выражает глубокую благодарность доктору экономических наук, профессору Архипову H.A., доктору технических наук, профессору Харченко В.А., доктору экономических наук, профессору Лукьянчикову H.H. и своим коллегам по работе за помощь в организации и проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Проблема рационального использования естественных природных ресурсов находится постоянно в центре внимания ведущих ученых. Большой вклад в изучение данной проблемы внесли Ю.М. Арский, H.A. Архипов, A.C. Астахов, H.A. Быховер, В.П. Воронин, М.Н. Денисов, H.H. Лукьянчиков, С.С. Лихтерман, Л.А. Пучков, Е.И. Панфилов, М.А. Ревазов, П.И. Томаков, В.А. Харченко, Е.И. Шибаев, B.C. Ямщиков, М.А. Ястребинский и др.

Между тем к настоящему времени нет единой научной концепции, которая могла бы явиться надежной основой рационального использования естественных природных ресурсов в горных регионах.

Новый подход автора сыграл важное значение по выявлению внутрисистемных связей природно-территориальных комплексов -земной коры, рельефа, воды, воздушных масс, сообществ живых организмов, образующих целостную материальную систему.

Накопленный опыт оценки устойчивости горных территорий свидетельствует о неприемлемости попыток внедрения в природно-территориальные комплексы чуждых им режимов функционирования. Они должны обеспечивать возможность взаимодействия человека с окружающей природной средой при сохранении ею приемлемой естественной природной устойчивости и восстанавливаемости. Такой подход предполагает комплексное исследование вопроса управ-

10

ления многофакторным антропогенным воздействием на устойчивое состояние недр и природных ресурсов горных территорий на основе решения следующих задач:

1. Установление механизма исследования процессов разрушения внутрисистемных связей горного рельефа под воздействием антропогенных сил.

2. Разработка стратифицированной модели целостной совокупности открытого множества физически разнородных и разномасштабных природоразрушающих процессов, протекающих в природ-но-территориальных комплексах за счет непрерывной реализации в них процессов ввода и вывода вещества, энергии и информации.

3. Установление закономерностей самоорганизации природно-территориальных комплексов при появлении неблагоприятных антропогенных воздействий, нарушающих естественные связи в окружающей среде, и определении их пороговых нагрузок на основе оценки степени опасности, грозящей сохранению устойчивого состояния этих комплексов.

4. Разработка комплексной системы учета состояния окружающей природной среды, методов -оперативного контроля качества функционирования отдельных составляющих природно-террито-риальных комплексов и анализа их состояния с целью обеспечения устойчивого равновесия в природной среде.

5. Разработка экономико-математической модели экологически обоснованного использования природных ресурсов, выражающегося в достижении технически посильных производственных результатов без нанесения сверхнормативного ущерба окружающей природной среде.

6. Разработка методических подходов к обоснованию оптимальной интеграции окружающей природной среды и экономики, региональной стратегии ее охраны и рационального использования природных ресурсов.

Исследование устойчивого состояния природных ресурсов, как органической части окружающей природной среды, предполагает установление механизма разрушения внутрисистемных связей горного рельефа с учетом того, что геолого-климатические процессы разрушения горного рельефа являются разномасштабными и физически разнородными, характеризуясь разномасштабной взаимосвязью. При этом некоторые природные процессы совершаются медленно, проходя плавный путь эволюции, охватывающей длительные промежутки геологической истории, и определяя общие особенности изменения рельефа земли и ее недр. Другие природные процессы проходят быстро, нередко имея характер вспышек и катастроф, создающих местные и подчас очень резкие изменения лика земли. И те и другие природные процессы представляют собой единую взаимосвязанную систему: медленные изменения создают возможность и усло-

вия для осуществления внезапных ситуаций и, наоборот, локальные в какой-то мере подготавливают, а иногда и направляют движение общих геологических процессов. При этом как общие, так и местные изменения прежде всего отражаются на состоянии природно-территориальных комплексов, характере закономерного сочетания природных компонентов (земной коры, рельефа, воды, воздуха, почвы, леса, сообщества живых организмов), образующих целостную природную среду.

Выполненные исследования позволяют разделить территорию Горной Осетии с учетом гидрогеологических и климатических условий на пять зон по степени возможного нарушения естественного природного равновесия:

1. Область развития высокогорного ледниково-тектонического рельефа на складчато-глыбовых структурах доальпийского возраста.

2. Рельеф внутригорной зрозионно-тектонической депрессии в области альпийской складчатости.

3. Рельеф внутригорной структурно-эрозионной депрессии в области развития нижне- и среднеюрских глинистых сланцев.

4. Высоко- и среднегорный эрозионно-тектонический рельеф в области моноклинали Скалистого хребта.

5. Средне- и низкогорный эрозионно-тектонический рельеф в области новейшей складчатости.

Все выделенные геоморфологические зоны характеризуются различной степенью подверженности определенным типам опасных геологических процессов, а также резко различаются по метеорологическим факторам: на юге в наиболее высокогорной зоне климат почти арктический с мощным развитием современного оледенения, а в более северных областях с понижением высоты климатические условия более мягкие.

Уточненная в ходе данного исследования характеристика зон позволяет выделить следующие их различия по степени активности оползневых процессов:

к первой группе отнесены древние, уже "сработавшиеся" оползневые массивы, находящиеся в стадии затухания или окончательной стабилизации;

во-вторую группу включены стабилизировавшиеся древне-оползневые тела и делювиально-гравитационные массивы. Эти участки обычно задернованы или поросли лесом и кустарником и находятся в настоящее время преимущественно в устойчивом состоянии. Активизация оползневых подвижек в них может возобновиться в результате долговременной эрозионной деятельности поверхностных водостоков, а также при всевозможных искусственных подрезках склонов;

к третьей группе отнесены древние оползни, проявляющие активность только в нижних фронтальных частях в результате боковой речной эрозии или техногенной подрезки склонов;

в четвертую группу объединены оползневые смещения на кру тых делювиалъно-коллювиальных склонах. Их активизация связана с площадным переувлажнением склонов в аномально влажные годы Смещение горной массы этого рода возникают внезапно и могу) иметь катастрофический характер;

к пятой группе отнесены наиболее опасные оползни, возникающие или активизирующиеся в результате сейсмических толчков искусственных взрывов и землетрясений. Этими процессами охвачены в той или иной степени практически все горные склоны, особенно обнаженные и техногенно нарушенные.

Знание особенностей геологической обстановки природою-территориальных комплексов необходимо для прогнозирования природных изменений, вызываемых хозяйственной деятельностью человека, и изыскания мер для сведения до минимума их вредного влияния на природу и хозяйственную деятельность. Подобные изыскания основываются на выяснении причинно-следственных связей между хозяйственным воздействием человека на геологическую среду и возникающими в результате техногенных процессов эколого-экономическими последствиями. Выполненные в работе соответствующие оценки объекта исследования показали, что независимо от нашей воли и желания человек выступает в роли геологического фактора и, будучи таковым, взаимодействует с другими факторами, сокращая срок жизни природных экосистем, изменяя рельеф местности, растительность и климатические условия.

Чтобы иметь полное представление о взаимодействии человека и природы, нужно мысленно сопоставить и исследовать различные проявления человеческой деятельности с целым рядом нарушений геологического равновесия. Эти процессы активно • происходят в горной части Осетии в результате строительства перевальных горных дорог, ГЭС на горных реках и разработки рудных и нерудных полезных ископаемых с применением буровзрывных работ.

Под влиянием буро-взрывных работ горные породы деформируются и часть работы, которая вызывает эту деформацию, аккумулируется в горной породе в форме энергии деформации, преобразующейся главным образом в механическую работу разрушения горного рельефа. В свою очередь, через трещины горных пород проникают кислотные осадки, вызывая агрессивные реакции, в результате чего разрушаются как сами горные породы, так и корневая система растительности на горных склонах. Таким образом, под влиянием человеческой деятельности нарушается естественное природное равновесие, в результате чего наблюдается перемещение горной массы в гравитационном поле в виде механической и химической эрозии.

Оценка устойчивости природной среды горных территорий определялась в ходе исследований по результатам полевых грави-

разведочных наблюдений и лабораторных исследований, которые показали, что избыток или недостаток выступающих масс земной коры над поверхностью компенсируется соответствующим недостатком или избытком масс под земной поверхностью. При этом на некоторой глубине имеется поверхность, каждая единица пощади которой испытывает одинаковое давление вышележащих столбов земной коры. Эта поверхность названа поверхностью из Астатического равновесия или поверхностью компенсации.

Земная кора рассматривается как геологическое тело, состоящее из отдельных блоков различной плотности и одинакового веса. Следовательно, более высокий блок обладает меньшей плотностью, а блок уменьшенной высоты - большей плотностью. Значит горным областям соответствует большая мощность земной коры, а впадинам - меньшая мощность (при том, что давление на некоторую поверхность компенсации является одинаковым).

Изложенное позволяет утверждать, что гравитационные силы являются мощными факторами, влияющими на устойчивость земной поверхности. Следовательно, любое вмешательство человека в геологическую среду горных территорий, нарушающее равновесное состояние гравитационных сил, чревато серьезными последствиями, особенно это касается аномальных значений, выходящих за высоту точки наблюдения и за промежуточный слой. При их одинаковом знаке нарушенным оказывается изосгатическое равновесие. В свою очередь, если аномалии, выходящие за высоту точки наблюдения какой-то территории, положительны, а за промежуточный слой - отрицательны, это признак наличия изостаютеской компенсации, т.е. устойчивого равновесия природной среды.

Основным фактором, характеризующим устойчивое состояние природной среда, является нарушение подземного рельефа в результате разработки месторождений полезных ископаемых и при строительстве подземных искусственных сооружений.

В качестве исследования для этого случая рассмотрен некоторый ров, образовавшийся в результате деятельности человека и нагружаемый осадками. При соответствующей нагрузке этот участок начинает изостатнчески опускаться, т.е. породы, образующие дно рва, будут вдавливаться на глубину, зависящую от мощности и плотности отложившегося осадка.

Следствием такого изменения является то, что древняя поверхность впадины по отношению к окружающим областям при соответствующих условиях опуститься, новая поверхность, образованная отложившимися осадками, поднимается.

Две эти поверхности, совпадая вначале, будут затем постепенно удаляться одна от другой с различной скоростью, нарушая естественное состояние рельефа данной территории. Сказанное прило-жимо ко всем изостатически опускающимся геосинклинальным

областям независимо от способа их заполнения. Скорость же заполнения таких впадин зависит от действующих экзогенных сил, от соотношений между величиной области, с которой поступают осадки, и величиной области их отложения, а также от соотношения между плотностью осадка и плотностью подкоркового материала.

Как показали расчеты, объектом наиболее чувствительных нагрузок человеческой деятельности за последние годы на территории Горной Осетии стала литосфера, что явилось результатом активного вторжения человека в область земных недр, изменяющего рельеф местности и природный ландшафт.

Для определения экономического ущерба от нарушения устойчивого состояния окружающей природаой среды и использования природных ресурсов предлагается учитывать два вида ущерба - прямой и косвенный. Показатели, характеризующие их, представляют собой в натуральном выражении и в экономическом смысле потребительные стоимости, входящие (до утраты устойчивого состояния) в состав национального богатства. Они выступают качественно различными и количественно не сопоставимыми. Поэтому для обеспечения сравнимости оценки прямого и косвенного ущерба, наносимого природной среде, предлагается принять стоимостные показатели, определяемые по величине потерь экономических ресурсов и затрат на восстановление окружающей природной среды при современной технике и технологии. Если говорить о земной поверхности, то на полностью деградированной площади учету подлежит не только величина ущерба от потери плодородного слоя почвы, но и самой поверхности земли, которая должна быть соответствующим образом восстановлена.

Для определения суммы расхода средств, связанного с использованием природных ресурсов, рекомендуется применять расчетные (кадастровые) цены, учитывающие общественную стоимость этих ресурсов в их ненарушенном естественном состоянии. Применение кадастровых цен необходимо для оценки размера капитальных вложений, которые обществу следовало бы выделить в оптимальных объемах на восстановление естественных условий окружающей среды (в виде величины остаточного ущерба в приведенных затратах, т.е. разности между полным годовым ущербом и ее предотвращенной частью).

Косвенный ущерб в соответствующих ценах и прямой годовой ущерб, выражаемый в прямых и приведенных затратах, подлежат суммированию, отражающему нарушение устойчивого состояния рельефа (в кадастровых ценах) и приведенные затраты, необходимые на восстановление естественных условий природной среды.

Все прочие составные части ущерба от нарушения природного равновесия (потеря плодородия почв, заиление водоемов, занос пойм и лесных полос мелкоземом, расходы на освоение земель после ре-

культивации и др.) рекомендуется принимать в объеме до 10 % от суммарной величины прямого и косвенного ущербов.

Косвенный ущерб должен отражать недобор основной и побочной продукции в натуре и в условных единицах по стоимости.

Прямые затраты денежных средств на восстановление плодородия почвы рекомендуется определять по укрупненным нормативам расхода на приобретение (производство, хранение, транспортировка) и внесение в почву органических и минеральных удобрений.

Приведекные (полные) затраты или общественная себестоимость работ по восстановлению утраченного плодородия почвы расчитываются путем увеличения прямых затрат на 56 % по аналогии с формированием кадастровых цен на сельскохозяйственную продукцию. Теоретически это обосновывается тем, что размер основных фондов сельскохозяйственных предприятий примерно в четыре раза превышает потребленные оборотные средства. Это означает, что доля капитальных вложений, относимая на приведенные затраты при нормативном коэффициенте абсолютной экономической эффективности капиталовложений Е=0,14, составляет 56 % годовых прямых затрат.

Годовые потери чистого дохода за счет прямых затрат на восстановление плодородия эродированных земель рекомендуется определить путем их умножения на коэффициент 0,335.

При отсутствии потерь от разрушения почвы экономию от необходимых затрат на ее восстановление можно использовать на общественные капитальные вложения и согласно установленному единому по народному хозяйству нормативу общей экономической эффективности капитальных вложений (Е=0Д4) она обеспечивала бы в сред нем 14 % чистого дохода на все вложенные средства.

Представляется возможным принять обычный срок погашения капитальных затрат на фитомелиорацию земель, равный 8 годам, что составляет 0,125 от стоимости всех капиталовложений на эти цели. Необходимо также учитывать нормативный коэффициент общей экономической эффективности капитальных вложений в отрасли сельского хозяйства (Е =0 ,07).

Следовательно, выделение необходимых капитальных вложений на ликвидацию прямого годового ущерба (восстановление земель) из государственного фонда накоплений общества приведет в конечном итоге к потере чистого дохода в размере 0,335 от общей суммы этих вложений (0,14 + 0.125 + 0.07).

Для определения величины потерь чистого дохода по косвенному ущербу нз стоимости валовой продукции недобора в кадастровых ценах следует вычесть общественную себестоимость недополученного урожая.

Количественным критериям оценки ущерба природной среде рекомендуется придавать характер нормативных или расчетных показателей.

При определении ущерба от эрозии почв необходимо учитывать:

- площадь эродированных земель и оврагов;

- среднюю глубину гумусового горизонта (А + Б), устанавливаемую, исходя из его мощности, по основным типам несмытых почв. Для определения средневзвешенной глубины гумусового горизонта следует учитывать общие площади, занимаемые почвами каждого типа отдельно.

В ходе исследований установлено, что по сравнению с несмы-тыми почвами на слабоэродированных угодьях теряется 25 % гумус-ного горизонта А, на средних по эродированное™ почвах - 75 %, на сильносмытых - весь горизонт А и 75 % горизонта Б, а на площади оврагов - весь гумусовый и гумусированный слой горизонтов А и Б.

Вес потерянной почвы Р определяли как произведение мощности несмытого горизонта Н, его отчужденной доли (0,25 и 0,75 горизонта А, соответственно для слабо- и среднесмытых разностей, весь горизонт А и 0,75 горизонта Б - для сильносмытых почв и весь горизонт А + Б - для оврагов) на объемную массу.

Исходя из изложенного, вес потерянной почвы составит: для слабосмытых почв

Рсл = 0,25На • ()л - 10000, т/га; (1)

для среднесмытых почв

Рср = 0,75На • • 10000, т/га; (2)

для сильносмытых почв

Рс> = (На • Ра + 0,75Нв • (¿б) • 10000, т/га; (3)

для оврагов

Ро = (На - <За • Нв • <Ь) • 10000, т/га. (4)

Рассчитывать вес потерянной почвы по степеням смытости следует для каждого вида угодий как на 1 га, так и на всю эродированную площадь. При этом отдельно (для горизонтов А и Б) вес почвы должен определяться только для сильносмытых угодий, разрушенных оврагами. По весу потерянной почвы (на 1 га и на всю площадь), в зависимости от степени эродированности почв и

усредненных показателей их физико-химических характеристик, следует рассчитывать удельные (на 1 га) и общие (на всю площадь) потери гумуса.

Стоимость общего ущерба по прямым затратам в результате потерь питательных веществ определяется как произведение общего веса органических удобрений, требующихся для компенсации потерь плодородия, на расходы, связанные с приобретением, транспортировкой, хранением и внесением их в почву. Расчет выполняли по угодьям и степеням смытости на 1 га и на 1 т почвы.

Годовые потери гумуса (Ргг) по степеням смытости почв рассчитываем по формуле

Ргг= сЬКп-Д-С.т/га, (5)

где Кп - вес потерянной почвы за весь период проявления эрозии, т/га;

Д - доля гумуса, оставшегося в почве соответствующей степени смытости;

С - содержание гумуса(в долях единицы к весу не смытой почвы соответствующего горизонта);

<1 - доля годовых потерь от общего веса отчужденной почвы. Годовые потери плодородных почв от роста оврагов определяем с учетом прироста разрушенных земель. Для этого сначала годовой прирост площади оврагов распределяем по угодьям соответствующей степени эродированности, а затем находим потери почвы, гумуса и других питательных веществ в отчужденном плодородном слое.

Средний прирост оврагов за год в настоящее время может быть принят равным от 0,5 до 2,5 % их площади. Потери веса почвы на I га за счет годового прироста оврагов рекомендуется рассчитывать по формуле

Рвп = ((0,75На<2аНбС>б)сл • бея + (0,25На<ЗаНб<}б)ср. с1т+

+(0,25НбС)б)с|! • с!™)-10000, т/га , (6)

где с1Сл, <1ср, с!сн - площади годового прироста разрушенной оврагами земли (на каждом виде угодий по степеням смытости, в долях единицы).

Полный прямой годовой ущерб от ветровой эрозии необходимо суммировать с годовым ущербом от дефляции. Для его определения рекомендуется использовать формулу

О ^3'62-|250{(Уср)3 (18,5)3 - а -п

где <3д - вес потерь почвы от дефляции на 1 га незащищенной площади,

3,62 - максимальная величина переноса мелкозема в пылевоздушном потоке шириной в 1 см при скорости ветра 18,5 м в секунду (кг/час);

1250 - коэффициент пересчета с 80 на 100 % мелкозема, отчужденного за пределы полей, соответственно скорректированный с учетом конечного выражения результата, т/га; t - число часов с пыльной бурей за год. равное произведению числа дней с пыльными бурями в год на среднюю продолжительность бури, ч.;

Vcp - средняя скорость ветра во время пыльных бурь в данном регионе, м/с;

п - периодичность пыльных бурь;

а - среднее расстояние переноса мелкозема во время пыльных бурь (м), которое составит

a_a,S,+a2S2+...+attSn S,+S2+...+Sa

где Si, S2, ... Sn - площади почв различного механического состава, га;

ai, аг, ... ап - расстояния переноса мелкозема при данном механическом составе почв, м.

Для определения недобора урожая вначале рекомендуется определять урожайность каждой культуры на условно неэродированных землях по формуле

у =-?2--(8)

(Í-KJSCJ1+(Í-KCP)SCP+(1-KCH)SCH+SH

где Вер - среднегодовой валовой сбор культуры за последние 5 лет (ц), Ксл, Кср, Кси - коэффициенты снижения урожайности данной культуры соответственно на слабо-, средне- и сильноэродированных почвах,

Sen, Scp, Sai, SH - площадь данной культуры, размещенной соответственно на эродированных (слабо, средне, сильно)и неэродированных (не смытых) землях.

Недобор продукции по каждой культуре (QIIk) на эродированных землях (пашня, естественные кормовые угодья .сады) рассчитывается по формуле

<}нк = (Ун-Уф) • Síf (9),

где Ун - урожайность на условно неэродированной земле, ц/га;

Уф - фактическая урожайность, ц/га;

Бф - площадь культуры на эродированных землях, га.

Недобор продукции с площади, разрушенной оврагами (СЬюп), следует определять по формуле

С?шщ = 4(УВ • 0,2 • 8ов)(1к, (Ю)

где Бов - общая площадь оврагов, га;

0,2 - доля оврагов, разрушивших пашню (от их общей площади), 4 - коэффициент вывода из оборота прилегающих к оврагам участков,

с1к - удельный вес культуры в почвозащитном севообороте(в долях единицы).

После определения всех составных частей годового ущерба находим его общую сумму по трем экономическим критериям: перерасходу прямых и приведенных затрат и потерям условно чистого дохода.

Суммарный годовой ущерб (Упх) по перерасходу прямых затрат можно принять равным:

Упх = 1,56Упг + ВПвс + 0,1Уга, (12)

где Упг - прямые затраты на восстановление годовых потерь почвы (с

выполаживанием оврагов) от водной и ветровой эрозии, ВПнс - стоимость недобора валовой продукции с эродированных и

дефлированных почв в сопоставимых ценах, 0,1 Упх - ущерб прочих видов (принят равным 10 % полного годового ущерба).

Народнохозяйственный суммарный годовой ущерб (по перерасходу приведенных затрат) определяется по формуле

Упхн = 1,56Упг + ВПи + 0,1Упнх, руб, (13)

где ВПшс - стоимость недобора валовой продукции в кадастровых ценах.

Народнохозяйственный суммарный годовой ущерб по величине потерь условного чистого дохода (Удш) был установлен по формуле

Уднх = 0,335Уш-+ (ВП„к - С„) + 0,1Уднх, (14)

где Сп - дополнительные (приведенные) затраты на уборку, транспортировку и доработку продукции.

При определении экономического ущерба от эрозии почв на уровне республики и административных районов необходимо учитывать:

данные о площадях смытых и дефшрованных почв, их физико-химические характеристики и другие показатели по основным типам эродированных почв, необходимые для расчета общего ущерба;

общие потери почвы, гумуса, питательных веществ, стоимость органических и минеральных удобрений, необходимых для их компенсации, прямые и косвенные затраты на восстановление плодородия почвы;

годовые потери почвы, гумуса, питательных веществ, расход органических и минеральных удобрений, прямые приведенные затраты и потери условно чистого дохода на площади смытых земель (включая овраги), дефлированных земель суммарно;

нормативы, которые служат базой для расчета общего, годового (прямого и косвенного) и суммарного экономического ущерба от эрозии почв по административным районам.

Расчеты показывают, что водной эрозии подвержены почвы на площади в 216 тыс. га сельскохозяйственных угодий, из которых 24% пашни и 67 % пастбища. При этом более 44 % земель относятся к категории эрозионноопасных, что составляет 348 тыс. га. Ежегодно из-за эрозии почв республика недобирает от 35 до 40 % сельскохозяйственной продукции.

Серьезные проблемы также связаны (особенно для горных территорий) с ветровой эрозией почв, которой подвержены около 78 тыс. га, из которых 87 % составляют пашни. В республике распространены кислые, переувлажненные и заболоченные почвы. Закисле-нию подвержены пастбища (83 %), пашни (9 %), сенокосы (8 %), переувлажненные и заболоченные почвы занимают площадь в 202,4 тыс. га, из кЪторых пашни 57 %, пастбища 28 % и сенокосы 12 %.

На степной части территории имеет место засоление почвы, общая площадь которых составляет 3,7 тыс. га, в том числе пашня -38,5 %, сенокосы - 30,8 % и пастбища - 30,7 %.

В целях защиты почв и рационального использования земельных ресурсов в горных регионах разработан комплекс мероприятий, направленных на:

- противодействие ухудшению химического состава почвы;

- уменьшение подкисления почв;

- уменьшение накопления тяжелых металлов в почвах;

- совершенствование сельскохозяйственных и лесотехнических методов с целью противодействия эрозии и уплотнению почвы, и потере ее плодородия при необходимой охране ландшафта;

- содействие разумному использованию удобрений и пестицидов;

- дальнейшую разработку методов рекультивашш почвы и использования бросовых территорий;

- установление контроля с помощью политики стимулов и ограничений за распространением интенсивных методов промыш-

денного я сельскохозяйственного производства на маргинальные земли, которые особенно подвержены эрозии и другим формам деградации;

- поддержаш1е в состоянии, близком к естественному, зон, граничащих с районами интенсивной эксплуатации;

- сохранение территорий, имеющих особую научную, культурную, историческую, геологическую и геоморфологическую ценность.

В общем случае управление природопользованием должно основываться на районировании территорий по степени риска возникновения геологических и внешнеповерхностных нарушений соответствующего вида с распознаванием экологических образов на ранней стадии зарождения.

Специфической особенностью горного производства является то, что в основе его лежит использование и преобразование природных ресурсов, находящихся в недрах земли. Все характеристики горного производства - экономические, технологические, пространственные, экологические определяются особенностями разрабатываемого месторождения.

Если абстрагироваться от отраслевых особенностей, геологических условий, то структуру горного производства можно укрупненно представить следующей схемой: изменение физико-механических свойств горных породи преобразование их в горную массу - выемка и транспортировка горной массы на поверхность земли и разделение ее на полезные ископаемые и вмещающие или вскрышные породы -улучшение потребительских свойств полезного ископаемого (обогащение с разделением продукта горного передела на концентрат и отходы обогащения).

Воздействие на природную среду, ее техногенное изменение является неизбежным следствием горного производства, так как при добыче и обогащении полезных ископаемых в производственный процесс вовлекаются природные ресурсы (земля, вода, атмосфера) и биологические ресурсы (растительность, почва, животный мир).

Прямое или косвенное потребление природных ресурсов в процессе горного производства приводит к ухудшению природной среды, а поэтому экологические аспекты горного производства подлежат обязательному анализу, управлению, прогнозированию.

Основные направления воздействия на природные ресурсы изучены и описаны. Но воздействие каждого из технологических объектов горного производства на природные ресурсы может быть различным и это еще до сих пор недостаточно изучено. Дальнейшее изучение закономерностей взаимодействия горного производства и природы откроет новые виды антропогенного влияния на природные ресурсы, что необходимо для более полного описания воздействия горного производства на окружающую среду.

В Горной Осетии были выделены следующие основные виды воздействия горного производства на окружающую среду:

механическое: перемещение объемов вещества (горной массы, воды, пыли, газов), изменение пространственных параметров природных объектов и их элементов (вскрытие месторождений, изменение русла рек, изменение рельефа);

физико-механическое - механическое изменение физических свойств природных объектов (влажности, трещиноватости, обводненности, кусковатости, пористости, содержания тех или иных компонентов и пр.);

гидро-геологическое - нарушение целостности недр, их структуры, изменение физических, механических и химических свойств жидких и твердых ископаемых в недрах;

геохимическое - изменение условий протекания природных химических процессов, вовлечение в химически активную деятельность больших объемов горной массы и воды и, как следствие, - изменение физических и химических свойств подземных и поверхностных вод, горных пород и минералов, почвы, растительности;

биологическое - нарушение сложившихся отношений в природе, уничтожение видов, нарушение баланса между видами, изменение генетических структур флоры и фауны;

экологическое - нарушение среды обитания человека (охватывает все перечисленные выше виды воздействия на природную среду);

климатическое - труднопредсказуемое и неконтролируемое изменение климатических условий вследствие техногенного воздействия на гидросферу и атмосферу земли.

Основные факторы, определяющие параметры воздействия горного производства на природную среду, можно разделить на географические, геологические, технологические и экономические.

Географические факторы включают местоположение добывающего предприятия и производственных мощностей по его первичной переработке (обогащение, агломерация и т.п.) и географические характеристики района, где располагается горное производство. Совокупность природно-географических факторов (плотность населения, чувствительность природной среды к техногенным нагрузкам, степень экологических нарушений, имеющихся на момент оценки, ценность земель и ряд других) позволяет оценить целесообразность разработки с учетом экологических соображений. В частности, плотность населения позволяет учесть степень техногенного воздействия на среду пропорционально освоенности и заселенности территорий; ценность земель в рассматриваемом районе - один из решающих факторов, определяющих ущерб от их нарушения и т.д.

К основным геологическим факторам отнесены:

- условия залегания месторождения;

- содержание полезного компонента в добываемом минеральное

сырье;

- вид полезного ископаемого и его свойства, состав вмещающи:

пород.

Условия залегания месторождения в значительной степени мо гут характеризовать экологическую опасность его разработки. I частности, при открытой разработке угол падения месторождения I его структура играют определяющую роль в возможности после дующей рекультивации нарушенных земель.

К геологическим условиям залегания относится обводненносп месторождений, определяющая возможность нарушения гидроба ланса при осушении, сброса загрязненных стоков. Инженерно геологические факторы (закарстованность, возможность оползневыз и эрозионных процессов) также входят в эту группу. Сюда же следу ет отнести мощность насосов и объем вмещающих пород, их физико механические свойства, свойства почв на территории, где ведуга горные работы. Эти факторы во многом определяют пространствен ные параметры породаых отвалов, возможность их последующей ре культивации.

Содержание полезного компонента в добываемом сырье пр* прочих равных условиях определяет масштабы его извлечения и: недр, а значит и масштабы нарушения земель и количество обра зующихся при добыче и обогащении отходов.

Вид полезного ископаемого определяет специфические характе ристики техногенного воздействия - наличие и состав выбросов I атмосферу, состав сбрасываемых промстоков, возможность и харак тер геохимического загрязнения местности. В частности, если I выбросах в атмосферу при разработке месторождений строймате риалов преобладающим ингредиентом является пыль, то в выброса? горно-обогатительных и горно-металлургических комбинатов - тя желые металлы и сернистые соединения.

Основными технологическими факторами являются:

- способ разработки;

- технология горных работ и обогащения;

- степень первичной переработки;

- степень использования минерального сырья;

- производственная мощность;

- фактор времени.

Способ разработки месторождения - важнейший фактор, определяющий воздействие горных работ на окружающую среду. Как показал анализ ситуации в добывающих отраслях и обзор литературных источников, в настоящее время наиболее опасен открытый способ разработки.

Технология горных и обогатительных работ при прочих равных условиях определяет степень воздействия на окружающую среду: именно от технологических особенностей зависит обеспечение возможности рекультивации нарушенных земель, динамика и количество выбросов в атмосферу при ведении взрывных, добычных, отвальных работ и обогащении, степень использования оборотной воды и многие другие детали, определяющие масштабы техногенной нагрузки на природную среду.

Под степенью первичной переработки полезного ископаемого понимается количество технологических переделов (горного, обогатительного, металлургического), сконцентрированных в рамках одного производства. Чем выше степень первичной переработки, тем больше техногенная нагрузка на среду в данном районе и тем выше экологическая опасность производства.

Степень использования минерального сырья при добыче, комплексность его переработки определяют количество образующихся при добыче и переработке отходов, тем самым, и экологическую опасность производства.

Производственная мощность горного предприятия (особенно горных работ) при прочих равных условиях определяет масштабы его воздействия на окружающую среду и, следовательно, его приемлемость или неприемлемость с экологических позиций.

Фактор времени (динамический фактор) подлежит обязательному учету при принятии не только экономических, но и экологических решений. Только совместный учет динамики развития производства, его техногенного воздействия и изменения во времени экологической ситуации позволяет достаточно объективно оценить экологические аспекты создания и дальнейшей деятельности горного предприятия.

К экономическим факторам следует отнести ценность полезного ископаемого, величину затрат на добычу и обогащение, экономический ущерб от нарушения окружающей среды, размер затрат на природоохранные мероприятия и изменение этих затрат во времени и пр. Комплекс учитываемых экономических факторов должен обеспечивать возможность проведения экономической оценки целесообразности разработки месторождения с народнохозяйственных позиций.

Учет совокупности географических, геологических, технологических и временных факторов позволяет оценить экологические последствия месторождения на перспективу.

С точки зрения дальнейшей перспективы более устойчивые формы развития достигаются только благодаря согласованным и синхронным мераы в отношении экономических факторов загрязнения, включающих в себя в качестве главных: сокращение материальных затрат на единицу производства путем перехода на менее

материале- и энергоемкие его виды за счет улучшения качества и на дежи ости конечных продуктов; проведение политики энерго- и мате риалосбережения; борьба с загрязнением путем очистки выбросов I рециркуляции отходов, а также внедрение малоотходных и без от ходных технологий.

Чтобы ослабить стрессовые ситуации в социальных системах необходимо понять связи между отдельными составляющими при родной среды, посредством которых основные факторы влияют дру! на друга в локальном масштабе. Это достигается путем преобразо вания составляющих природной среда в некую модель, позволяю щую раскрыть как внутреннюю противоречивость наши? предложений по рациональному природопользованию, так и фраг ментальностъ имеющихся на этот счет знаний. Пользование подоб ной моделью может способствовать улучшению пониманш локальных природных систем, одним из элементов которых являете! человек.

Рост населения вызывает увеличение объема использование средств производства и потребности в продуктах питания.

Количество населения и экологические условия его жизни явля ются одним из показателей устойчивого состояния окружающей сре ды по фактору его возможного на нее влияния. Количестве населения за некий анализируемый период оценивается следующим образом:

Р1 = Рг(К. - Кг), (15]

где Р| - количество населения за анализируемый период, год;

Рг - количество населения предыдущего года, чел.;

К1 - темпы рождаемости за анализируемый год, чел.;

Кг - темпы смертности за анализируемый год, чел.

Коэффициент нормального темпа рождаемости обычно оценивается как Кир = 0,04, что означает 40 новорожденных за год на тысячу человек населения, т.е. при нормальных условиях за счет рождаемости население каждый год должно увеличиваться (без учета смертности) на 4 %. Коэффициент нормального темпа смертности Кне = 0,028, что означает уменьшение численности населения в год на 2,8 %.

Разность этих величин представляет собой чистый прирост населения

Кгп = Кир - Кнс = 4 - 2,8 = 1,2, %. (16)

Прирост относится к "нормальному" (при стандартной системе региональных условий), оцениваемому прежде всего с медицинских позиций. В связи с влиянием на эти условия различных экологических факторов система нуждается в определенном регулировании через

соответствующие меры природопользования, охватывающие производственную и экологическую среду (качество воздуха и внутренних вод, почвы, леса, дикая природа и генетические ресурсы, отходы производства и пр.).

В качестве мер регулирования в работе были рассмотрены с обоснованием их практического использования:

- улучшение качества воздуха путем уменьшения кислотных осаждений и снижения степени подкисления внутренних вод, лесов, почв;

- установление количественных и качественных зависимостей механизмов образования, переноса, трансформации, осаждения и воздействия атмосферных загрязнителей на местном и региональном уровне;

- определение критических экологических нагрузок и уровней для различных экосистем и географических зон региона, которые являются основой для сокращения выбросов загрязнителей воздуха;

- рациональное использование водных ресурсов, улучшение качества воды в результате уменьшения выбросов опасных веществ в водную среду, включая токсичные и биокумулятивные вещества;

- уменьшение эвтрофикации и подкисления;

- скоординированное использование поверхностных и подземных вод с учетом их тесной взаимосвязи;

- исследование накопления и переноса загрязнителей и их воздействия на физические и химические процессы в воде, на биотопы водоемов и водных потоков;

- защита почв и рациональное земле! ^пользование путем противодействия ухудшению химического состава почвы;

- уменьшение накопления тяжелых металлов в почве;

.- совершенствование сельскохозяйственных и лесотехнических методов с целью противодействия эрозии и уплотнению почвы, потере ее плодородия;

- разумное использование удобрений и пестицидов;

- охрана дикой природы и улучшение ее генетических ресурсов при создании возможности для систематического мониторинга изменений среды обитания и использования отдельных видов во всем регионе;

- более полное применение существующих национальных правовых документов, направленных на охрану флоры, фауны и среды их обитания:

- разработка научных критериев отбора надежной охраны приоритетных экосистем;

- восстановление и улучшение среды обитания диких животных в сельскохозяйственных районах и районах, граничащих с промышленными зонами и городами;

- эффективное управление обработкой и удалением промышленных и бытовых отходов, токсичных и опасных химикатов;

- осуществление программ, направленных на совершенствование горно-добывающих работ (уменьшения количества пустых пород);

- учет старых и заброшенных свалок и восстановление занятых под ними участков, а также совершенствование методов обработки и хранения отходов;

- изучение воздействия существующих химикатов на здоровье человека и окружающую среду.

Причиной снижения роста населения наряду с ухудшением экологической обстановки является падающая в последние годы обеспеченность населения продуктами питания и уменьшающееся жизненное пространство (в частности, в результате ведущихся на Кавказе войн).

При этом проявляется строгий природный закон отрицательного экспоненциального роста населения. Осуществление рационального природопользования предусматривает разумную интеграцию окружающей среды и экономики, реализуемую на различных уровнях. В общем случае планирование, осуществляемое через смешанную интеграцию экологических, экономических и социальных компонентов, должно обеспечивать надлежащее управление экологическими системами, чтобы долгосрочное использование природных ресурсов базировалось на всех сторонах рационального природопользования.

Для разработки и функционирования такой системы, учитывающей экологические и экономические аспекты общего природопользования, необходима соответствующая институциональная структура, призванная обеспечить тесную связь между окружающей средой и экономикой. Такая взаимоувязка в этих областях имеет большое значение на всех уровнях: федеральном, региональном и отраслевом. Большое значение имеют также вопросы интеграции окружающей среды и экономики на уровне предприятий, организаций, фирм, поскольку, являясь пользователями недр, воды, воздуха, почвы и потенциальными загрязнителями окружающей природной среды, они оказывают на нее особенно сильное воздействие.

В управлении природопользованием наиболее высокие результаты, как показала практика, достигаются при сочетании нормативных и экономических инструментов. Для этого важно, чтобы окружающая среда выступала наравне с трудом и капиталом в качестве фактора производства и потребления. Эффективным в числе мер экономического управления рациональным природопользованием может оказаться метод экономических балансов, связывающих макроэкономические показатели со всеми видами влияния на окружающую природную среду. Позитивным при этом должно быть то, что имеющие свою цену ресурсы окружающей природной среды

должны рассматриваться в таких балансах в комплексе с основными факторами производства.

Следует учитывать то, что темпы увеличения уровня загрязнения окружающей природной среды в первую очередь оказывают неблагоприятное влияние на погодные фотосинтезирующие и влагообразовательные процессы, которые, в свою очередь, вызывают падение производства продуктов питания и неблагоприятно влияют на здоровье населения и качество жизни в целом.

Величина загрязнения определяется в общем случае количеством населения и интенсивностью источников выбросов и сбросов в окружающую природную среду.

Темпы загрязнения отходами окружающей природной среды и их исчезновения будут одинаковыми, если природная система находится в равновесии. Если же накопление отходов загрязнения оказывается больше их естественного разложения, то количество отходов увеличивается на величину, превышающую некоторую единицу, соответствующую величине загрязнения в принимаемый за базовый год. При этом на такую же величину происходит ослабление энергии окружающей природной среды и, следовательно, нарушается ее равновесное состояние.

Родовой темп образования загрязнения может быть определен по формуле

где Оз - образование загрязнения, т/год;

Р - количество населения, чел.;

Зи - нормальное загрязйение (загрязнение, которое природа способна переработать в течение года);

Уф - количество источников выбросов и их объемы в физических единицах;

К - символ, характеризующий последующие моменты времени.

Показатель относительного загрязнения следует соотносить с уровнем загрязнения в базовом году, равном частному от деления реально имеющегося загрязнения на значение уровня загрязнения в базовом году, которое задается так называемым стандартным загрязнением

где Роз - показатель относительного загрязнения,

Р, - реальное загрязнение, С3 - стандартное загрязнение (которое определяется как единица загрязнения, деленная на количество населения в базовом году).

0зк = (Рк)" (Зн)" (Уф),

(17)

08)

Объем загрязнения как накопителя, увеличивающегося за счет его разложения, определяется по формуле

Зк = й + (Зо-Зр), (19)

где 3 - количество загрязнения за анализируемый год, т;

Зi - количество загрязнения, которое образовалось за анализируемый год, т;

30 - остаток загрязнения за предыдущий год (период), т;

Зр - количество загрязнения, которое успело разложиться за анализируемый год, т.

В целях определения основных прямых и косвенных экономических показателей воздействия человека на устойчивое состояние природных ресурсов как горной, так и степной части следует пользоваться экологической ландшафтной единицей, обладающей одинаковыми природными и экономическими показателями. Основными факторами, определяющими экологическую ландшафтную единицу, являются тип горных пород и почвы, естественная и потенциальная растительность, климатические условия и современный уровень экономического ресурсопользования. Информация, необходимая для разделения территорий на единицы, может быть получена из различных топографических карт, карт землепользования и полевых наблюдший.

Ценность землепользования предлагается определять по формуле

Ц, =—----(20)

ъ0

где Цз - ценность землепользования, руб.;

Уэ - участок землепользования, км2;

Ра - коэффициент экономической ценности участка землепользования;

Бо - общая площадь землепользования, км2.

Каждому виду землепользования следует присватать коэффициент веса, отражающий экономическую ценность всех относящихся к определенному объекту факторов.

Исходя из того, что полезные ископаемые были, есть и останутся мощной базой для дальнейшего развития экономики горной Осетии, в работе им было уделено особое внимание. В результате полевых, шахтных и лабораторных исследований оказалось возможным полутать богатъш научный и практический материал с разделением на отдельные группы: дитосферные, сельскохозяйственные и гидроресурсы. Отде.*ьно для каждой группы ресурсов были проведены

расчеты, учитывающие экономические факторы и законодательные положения по охране недр и окружающей среды.

Итогом выполненных исследований явилось теоретическое обобщение и решение актуальной научной проблемы, заключающееся в разработке методических основ и механизма экономического управления региональным природопользованием применительно к горным территориям.

Основные результаты, выводы и рекомендации работы заключаются в следующем.

1. Установлены экономико-экологические факторы, влияющие на устойчивое состояние природных ресурсов горных областей, на основе исследования пространственного размещения отдельных дис-сипативных систем с учетом их географического расположения, пространственной изменчивости геологических характеристик и величин, разрушительно влияющих на окружающую природную среду.

2. Первостепенными эколого-экономическими задачами, решение которых позволяет существенно снизить техногенную нагрузку на окружающую природную среду, явились исследования процессов потерь энергии горного рельефа, основывающиеся на последовательном изучешш отдельных элементов целостного природно-территориального комплекса (земной коры, рельефа, воды, воздушных масс, сообществ живых организмов, образующих целостную материальную систему) при соблюдении порядка перехода от общих составляющих к частным.

3. Установлен механизм возникновения вертикальных сейсмических колебаний в результате нарушения изостатического равновесия в земной коре горных территорий.

. 4. Разработан математический аппарат определения экономического ущерба от эрозии почв, предусматривающий сравнительный анализ затрат на восстановление плодородия почвы, при установлении путей снижения эрозионных процессов и повышения качества использования природных ресурсов горных территорий, с их районированием по степени риска возникновения разрушительных процессов горного рельефа.

5. Установлено, что количество инициируемых деятельностью человека разрушительных процессов в горном рельефе разумно, системно оценивать на основе учета свойств природной среды, трещи-новатости и слоистости с определением условий, способных предупредить снижение устойчивости рельефа и нарушение силовых связей между отдельными составляющими природных процессов.

6. Обоснована комплексная концепция управления устойчивостью горного рельефа, предусматривающая установление допустимых нагрузок каждого эксплуатирующегося горного объекта

на окружающую среду и постоянный контроль параметров анализируемого объекта с удержанием его в области гомеостазиса.

7. Разработаны методические основы оперативного анализа горнотехнологических процессов и их экологического воздействия на природные ресурсы, основывающиеся на расчетах площади нарушенных земель при открытой разработке месторождений и объемов разрушенного пространства при подземной разработке рудных месторождений, с использованием в экономических оценках критерия количества отходов.

8. Установлена система учета изменения естественных условий жизни в окружающей природаой среде и дана оценка их воздействия на биофизические ресурсы.

9. Предположен критерий зависимости эффективности экономической деятельности человека от состояния природных ресурсов, при установлении их пороговых критических уровней, превышение которых свидетельствует об экономической неприемлемости того или иного производства и угрозе потери окружающей природной средой поглощающей и регенерационной способности.

10. Разработана система оценки устойчивого состояния взаимодействия человека и окружающей природной среды , учитывающая зависимость темпов рождаемости и смертности от загрязнения, от материальных условий жизни, включая питание, и генерации фондов накопления, обеспечивающих существование человека.

11. Выполнены расчеты по оценке потенциальных запасов природных ресурсов Горной Осетии на основе разработанных экологических ландшафтных единиц и обоснованы принципы формирования рационального механизма природопользования с определением статического индекса запасов (числа лет, в течении которых имеющиеся и разведанные к настоящему времени запасы будут оставаться ненулевыми при текущей скорости их расходования).

12. Разработана региональна стратегия охраны окружающей природной среды и рационального использования природных ресурсов Горной Осетии, в основу которой положены новые механизмы и системы эффективного использования природных ресурсов, снижения экономического и экологического вреда, наносимого окружающей природной среде при установлении возможности ее возвращения из возбужденного в устойчивое равновесное состояние, в том числе за счет применения невзрывчатой разрушающей смеси в горной промышленности, отработки месторождений с закладкой выработанного пространства пустыми породами и хвостами обогатительных фабрик и др.

Указанная стратегия принята в основу региональной программы природопользования, эффективность которой (в ценах 1996 г) оценивается в сумме 837 млрд. рублей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Глубинное геологическое строение Центрального Кавказа и его изучение геофизическими методами - Сб. тр. Северо-Кавказского научного центра, Ессентуки, 1980, с. 9-15.

2. Блоковая тектоника Центрального Кавказа по данным геофизических наблюдений, (совместно с Цириховой Э.М.). Сб. тр. СКГМИ. Владикавказ, ИР, 1981, с. 26-29.

3. О наличии корреляционной зависимости между глубинами залегания геологических границ на территории Северного Предкавказья, (совместно с Серкеровым С.А) Деп. в ВИНИТИ, 1982, с. 1-11.

4. О тектоническом районировании по изменению радиуса автокор-реляциотшх и магнитных аномалий, (совместно с Серкеровым С.А.) Деп. в ВИНИТИ, 1982, с. 1-15.

5. Изучение глубинного геологического строешм Центрального Кавказа геофизическими методами - Сб. тр. Северо-Кавказского научного центра. Ессентуки, 1983, с. 13-16.

6. Совершенствование литохимических поисков по результатам изучения особенностей перераспределения нетипоморфных рудных элементов в околожильных породах (совместно с Рехвиашвили К.Л.). (8 п. л.) - Деп. в ВИНИТИ, 1985.

7. Качественная интерпретация результатов ВЭЗ на ЭВМ - Сб. тр. Северо-Кавказского научного центра. Новочеркасск, 1987, с. 15-16.

8. Развитие структурных форм в рельефе Горной Осетии. Межвузовский сборник научных трудов, (совместно с Костенко Н.П., Тепляко-вой А.С), изд. МГУ, 1989, с 16-19.

9. Сходимость результатов оценки прогнозных запасов полезных ископаемых - Сб. тр. Северо-Кавказского научного центра, Ростов, 1989, с. 5-7.

10. О некоторых задачах геофизики в связи с определением расстояния между анкерами - (совместно с Дзауровым М.А.). Сб. тр. АН ГССР, Тбилиси, 1989, с. 17-20.

11. Теория взаимосвязи между геофизическими полями и изменениями климата Горной Осетии - Сб. тр. СКГМИ, Владикавказ, ИР, 1991, с. 41-43.

12. Определение координат очага землетрясения - Сб. тр. СКГМИ, Владикавказ, ИР, 1992, с. 7-11.

13. Оценка влияния горного производства на окружающую среду. Материалы докладов первой Международной конференции "Экологические проблемы горных территорий" - Владикавказ, ИР, 1992, с. 13-16.

14. Геологическая экология и охрана природы Горной Осетии. Материалы докладов Первой Международной конференции "Эколо-

гические проблемы горных территорий" - Владикавказ, изд. ИР, 1992, с. i 6-19.

15. Оценка экологической опасности разработки месторождения полезных ископаемых с помощью показателя количества отходов - Сб. тр. СКГМИ, Владикавказ, ИР, 1993, с. 145-147.

16. Расчет зон загрязнения поверхностных и подземных вод Горной Осетин - (совместное Кусовой Ж.Г.), Сб. тр. СКГМИ, Владикавказ, ИР, 1993, с. 147-150.

17. Прогноз и оценка равновесного состояния горного рельефа - Сб. тр. СКГМИ, Владикавказ, ИР, 1993, с. 79-80.

18. Расчет параметров зон загрязнения атмосферы - Сб. тр. НТК, Владикавказ, ИР, 1993, с. 80-81.

19. Геология и охрана окружающей среды Горной Дигории - Деп. в ВНИИТЭИагропром .Na 126 ВС - 93 (7,5 п. л.), 1993.

20 Теория и практика охраны природных ресурсов (12 п. л.), Владикавказ, Терек, 1993.

21. Теоретические основы геолого-экономической оценки природных ресурсов. - Деп. в ВНИИТЭИагропром № 126 ВС-93 (8 п. л.), 1993.

22. Геометризация экосистем - метод математического выражения экологических показателей, материалы международной НТК "Теоретические и практические вопросы приложения начертательной геометр™ в горном деле и геологии". Владикавказ, Терек, 1993 (совместно с Засеевой Т.И.), с. 10-12.

23. Геометрический анализ устойчивости горного рельефа Осетии. Материалы Международной НТК "Теоретические и практические вопросы приложения начертательной геометрии в горном деле и геологии, - Владикавказ, Терек, 1993, (совместно с Кусовой Ж.Г., Дарчневой А.Е.), с. 14-15.

24. Геометризация недр - основа для оценки устойчивого состояния подземного рельефа.. Материалы Международной НТК "Теоретические и практические вопросы приложения начертательной геометрии в горном деле и геологии", Владикавказ, Терек, 1993, с. 13-14.

25. Экология и рациональное использование природных ресурсов Северной Осетии. Деп.в ВНИИТЭИагропром (8 п. л.)№46 ВС-94.

26. Экологическое состояние горной части Осетии (Северным Кавказ), Орел, НПО 'Экология села", 1994, с. 1-15.

27. Геология и охрана окружающей среды горной Дигории (Северный Кавказ). Орел, НПО "Экология села", 1994г., с. 16-37.

28. Качественная оценка влияния антропогенных факторов на формирование природных катастроф Горной Осетии (Северный Каика.!). Орел, изд. НПО 'Экология села", 1994, с. 38-59.

29. Программирование природных геофизических задач, Владикавказ. Герек, 1994, с. 20-21.

30. Вопросы устойчивости режима земной поверхности, Владикавказ, Терек, 1995, с .23-24, (совместно с Кусовой Ж.Г)-

31. Основные теоретические подходы к оценке природных ресурсов, Владикавказ, Терек, 1995, с. 24-25.

32. Эколого-геофизические процессы, связанные с нагрузками на земную кору.- Тр. 2-ой Международной экологической конференции, Владикавказ, ИР, 1995, с.30-35.

33. Эколого-экономическая оценка природных ресурсов Горной Осетии - Тр. СКГМИ, Владикавказ, Терек, 1995, с. 41-48.

34. Влияние антропогенных факторов на природные условия жизни человека. Владикавказ, Терек, 1996, с. 123-125.

35. Теоретические основы эколого-экономической оценки природных ресурсов Северной Осетии - Тр. СКГМИ, Владикавказ, Терек, 1995,

36. Эколого-экономическая оценка природных ресурсов горных регионов (10 п. л.), Владикавказ, Терек, 1996.

Подписано к печати 27.12.96. Формат бумаги 60x84 Ч\б. Бумага писчая. Печать офсетная. Объем 2,0 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ №25.

362021 г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Пзд-во "Терек" Северо-Кавказского государственного технологического университета

с. 16-20.