Методология ОВОС

Алгоритм исследований воздействия проектируемой хозяйствен­ной деятельности определяется типом воздействия и природными условиями региона размещения. Последовательность исследования такова: характеристика природных условий района строительства (не­редко специализированная), вычленение объекта на базе концепции геотехнических систем; определение механизмов связи; веществен­ных, энергетических и информационных потоков; границ сферы воз­действия. В пределах нее — вычленение зон влияния, дифференциа­ция знака и интенсивности влияния на экосистемы и ландшафты, определение степени воздействия в экстремальных ситуациях по тех­нологическим, экономическим и социальным критериям. Важное зна­чение имеет обоснование выбора параметров хозяйственной деятель­ности, природной среды, методов, систем прогнозирования и оце­нивания.

По Ю. Г. Пузаченко к основным характеристикам хозяйственной деятельности, учет которых крайне необходим для составления ОВОС, относятся:

1) пространственно-временная структура непосредственно исполь­зуемых видов ресурсов и интенсивность их использования (в ка­честве ресурса может рассматриваться и физическое простран­ство, необходимое для размещения объекта проектирования);

2) энергетическая мощность объекта (потребление энергии в еди­ницу времени);

3) проектируемое время жизненного цикла производства;

4) интенсивность и изменчивость во времени и пространстве про­изводства вещественно-энергетических отходов (выбросов, потерь) и их структурные пространственно-временные характе­ристики;

5) компоненты природной среды (переменные), непосредственно подвергающиеся воздействию в результате прямого исполь­зования ресурсов и отходов.

Важнейшие параметры природной среды (ландшафтов, речных бассейнов и других используемых моделей пространственной органи­зации территории):

• естественный энергетический уровень — радиационный баланс и показатели структуры теплового баланса — затраты энергии на испарение (LЕ/К), турбулентный теплообмен с атмосфе­рой (Р/К);
• естественный водный баланс и показатели структуры водного баланса (коэффициент стока, соотношение поверхностного и подземного стока);
• естественный баланс вещества (приход вещества с атмосфер­ными осадками, соотношение твердой фазы стока на входе и на выходе)
• естественный (нормальный) биогеохимический фон (показа­тели емкости и скорости биологического круговорота ве­ществ);
• биологическая продуктивность ландшафтов;
• КПД фотосинтеза естественного растительного покрова;
• естественная (нормальная) сложность (био- и ландшафтного разнообразия) на различных иерархических уровнях простран­ственной организации;
• прогнозируемый энергетический уровень и тепловой баланс (структура теплового баланса, отношение радиационного баланса к суммарной солнечной радиации — КД2);
• прогнозируемый водный баланс;
• прогнозируемый биогеохимический фон;
• прогнозируемый уровень структурной сложности (био- и лан­дшафтного разнообразия);
• собственные частоты динамики основных переменных;
• характерное время самовосстановительных процессов;
• оценка стационарности и факторов, ответственных за стаци­онарность.

Оценка стационарности показывает, насколько стабильна систе­ма и что именно определяет эту стабильность. Намеченная програм­ма интегрального подхода к составлению ОВОС для ландшафта как геосистемы в целом в настоящий момент сложна для полной реали­зации из-за недостатка фактического материала и недостаточной раз­работки частных методик измерения параметров геосистем, но мо­жет рассматриваться как основа для будущих построений

Методы ОВОС. В основе составления ОВОС лежит, прежде всего), эмпирическое обобщение данных (типовая схема) о влиянии тех­нического (инженерного) объекта на окружающую территорию. При этом используется вся совокупность частных и общих методов гео­графических, инженерно-геологических, экологических исследова­ний (полевых и камеральных). Они дополняются математическими методами, моделированием процессов, построением ГИС и т.д.

На этапе создания ОВОС проектируемых объектов на первый план выступает прогнозирование — это процесс получения данных о воз­можном состоянии исследуемого объекта и природно-антропогенных ландшафтов в зоне его влияния на заданный период времени. Прогноз — результат прогнозных исследований. ОВОС включает не только физико-географический, но и инженерно-геологический, эко­номический, социальный прогнозы. Географическое прогнозирова­ние— самостоятельная учебная дисциплина и междисциплинарное научное направление. Поэтому мы ограничимся самыми общими со­ображениями по данному вопросу*.

Методы прогнозирования делятся на интуитивные (экспертные) и формализованные (фактографические). Экспертные оценки приме­няются в случае, если об объекте оценивания нет достоверных сведе­ний и неизвестны количественные зависимости между прогнозируе­мыми процессами и явлениями. Экспертные оценки применяют при построении ранжированных шкал оценок воздействия, они могут быть качественными, количественными, либо воздействие выстраивается по мере убывания или возрастания и выявляются сопутствующие ему состояния компонентов, ландшафтов, социума других видов деятель­ности и т.д. Экспертные оценки широко применяют при анализе аль­тернативных решений, определении неопределенности экологичес­кого риска и отдаленных последствий воздействия.

Среди прогнозных методов отметим экстраполяцию и метод про­гнозирования по аналогиям. Экстраполяция применяется при нали­чии статистических рядов (пространственно-временных рядов).

Наибольшее развитие в 70-80-е годы XX в. в прогнозировании получил метод географических аналогий, особенно при прогнозиро­вании последствий создания крупных водохранилищ и мелиоратив­ных систем. Прогнозирование по аналогии предусматривает экстрапо­ляцию закономерностей, найденных на существующих объектах, на проектируемые при условии сходства природных условий двух райо­нов и технологии производства. Метод географических аналогий, по существу, представляет совокупность методов (картографического, геохимического, геофизического, расчетных и др.), использование которых подчинено одному стратегическому замыслу. Объектом про­гноза выступают природно-территориальные комплексы, интегриро­ванные потоками вещества, энергии и информации от технического объекта в геотехническую систему.

Прогнозирование по аналогиям позволяет: 1) определить разме­ры зон и поясов влияния технического сооружения на отдельные ком­поненты ПТК и на природные комплексы в целом; 2) наметить ос­новные тенденции в изменении отдельных компонентов природы по сезонам года и в зависимости от специфики функционирования тех­нического объекта; 3) выявить временные стадии развития процесса влияния. Это в свою очередь создает основу для проведения оценки (природной, экологической, экономической, технологической, со­циальной) последствий.

Различают, как минимум, пять основных взаимодополняющих методов проведения ОВОС. К числу часто применяемых относятся системы измеряемых природных параметров (характеристик). Причин­но-следственные связи между возможными воздействиями на объек­ты устанавливаются матричным методом. Широко распространен ме­тод сопряженного анализа карт, позволяющий определять и демонст­рировать масштабы распространения воздействия. Хорошо зарекомендовала себя система потоковых диаграмм, описывающая природные системы как сложные структуры массообмена. Использу­ется метод имитационного моделирования. Метод экспертных групп. несмотря на его недостатки (субъективность оценок и т.п.), служи! для определения граничных параметров воздействия и используется для построения ранжированных шкал оценок воздействия и различ­ного рода матриц.

Матричный метод оценок воздействия. При применении метода оценки воздействия объектов на природную среду используют раз­личные типы матриц:

1. Перечни типов воздействий, простые контрольные списки.

2. Списки объектов, испытывающих влияние и изменяющихся под воздействием, простые контрольные списки.

3. Простейшие причинно-следственные матрицы, устанавлива­ющие взаимодействие типов воздействия и объектов, испы­тывающих их.

4. Сложные матрицы экологических последствий хозяйственной деятельности и обратных реакций.

Перечни типов воздействия, либо списки компонентов природ­ной среды, изменяющихся под воздействием, служат основой про­стых и сложных контрольных листов. На базе контрольных листов гео­логической службой США разработан ряд причинно-следственных матриц, в частности матрица Л. Леопольда, предназначенная для оценки воздействия самых разнообразных проектов, которая дает наглядное представление о структуре взаимодействий. Однако она выявляет лишь первичные изменения в природе и не позволяет проследить всю цепь сложных взаимодействий. В строках матрицы перечислено 88 компонентов природной среды, а в столбцах приведено 100 типов воздействия. В случае если определенный процесс, связанный с осуществле­нием проекта, вызывает изменение того или иного компонента среды, отмечается соответствующая клетка в матрице, фиксирующая таким образом взаимодействие. Число возможных взаимодействий 8 800, по на практике для любого проекта оно колеблется от 25 до 50.

В более сложных матрицах проводится ранжирование интенсивного воздействия (придается вес или балл интенсивности) и по значи­мости изменений в экосистемах (определяется значимость изменения под воздействием объекта, испытывающего воздействие). Агрегированные показатели рассчитываются при перемножении веса воздей­ствия и значимости изменений в экосистемах, затем эти значения суммируются по горизонтали и по вертикали матрицы, таким образом определяются наиболее интенсивные воздействия и выявляются наиболее чувствительные или наиболее изменяющиеся объекты, испытывающие воздействие.

Применяют четыре типа матриц, которые позволяют выявить и паленные последствия воздействий. На рис. 5 приведены четыре типа матриц: от простых — воздействие на компоненты природы — до более сложных, позволяющих проследить распространение изменений в природе (цепные реакции) и обратное влияние измененной природы па деятельность общества (X + Н), а также последствия этого влия­ния, т.е. распространение последствий в обществе (Н + X) и цепные реакции в деятельности человека.

Совместный анализ карт впервые был использован Я. Мак Хартом, который применил совмещение схем на кальке для оценки воз­действия на среду. Суть метода заключалась в том, что исследуемая территория делилась на участки (исходя из топографических характеристик, типов землепользования и т.п.) и по каждому участку собиралась информация о компонентах окружающей среды и потенциальных воздействиях на них. Для каждого из показателей и для каждого варианта проекта вычерчивались схемы на кальке, совмещением которых выявлялись как интенсивность нарушений среды, так и факто­ры природного и социально-экономического характера, затрудняю­щие осуществление проекта. С помощью метода совмещения оценива­лись воздействия линейных сооружений (автодорог, линий ЛЭП и т.п.), определялось свободное пространство для застройки, обосновывались границы охраняемых территорий, регионов со сложной экологичес­кой ситуацией. В настоящее время картографические методы приме­няют для определения географического охвата ОВОС, т.е. определе­ния пространства и масштаба воздействия. Пространственно-временные рамки воздействия устанавливают с учетом интенсивности воз­действия в рамках ландшафтной, бассейновой организации террито­рии или ее административного деления.

Территориальной оценочной ячейкой может быть выбрана иерар­хическая ландшафтная единица, соответствующая масштабу карто­графирования, при крупномасштабных исследованиях — урочище, группа урочищ, при более мелком масштабе — ландшафт, ландшафт­ный район. При этом могут быть использованы любые ландшафтные классификации, как традиционные морфологические, классические ландшафтно-геохимические, так и типологические (группировки ланд­шафтных единиц по экологическому потенциалу, ценности и значи­мости, по ответной реакции на воздействие, по типу хозяйственного использования, по типам антропогенных нарушений и т.д.).

При экологическом проектировании использования водных ре­сурсов, гидротехнических сооружений, обустройства нефтяных мес­торождений оценивание производится в рамках бассейновой органи­зации территории. Географический охват ОВОС ограничивается водо­разделами бассейнов определенных порядков.

Оценочные ячейки также можно выявить при наложении сетки бассейнов и административного деления на ландшафтную структуру территории, в итоге вычленяется интегральная территориальная единица оценивания, для которой можно производить различные виды оценивания, от природных до социальных, производя балансовые и прогнозные построения.

Метод потоковых диаграмм и сетевых графиков. Для определения первичных изменений и цепи их следствий применяется также метод сетей, или ступенчатая матрица, разработанная Дж. Соренсеном. Ме­тод предполагает составление перечня разных вариантов землеполь­зования и характерных для них типов воздействий. Далее определя­ются связанные с этими воздействиями первоначальные изменения состояния отдельных компонентов природной среды (в данном при­мере — изменение стока воды в эстуарий) и последующие, вызван­ные уже нарушениями в природной среде (например, сокращение популяций рыб). В отличие от матрицы взаимодействия компонентов этот метод наглядно показывает не только направление, но и сущ­ность связей разного порядка между компонентами природной среды. Он дает возможность проследить за динамикой воздействий, т.е. пока­зать возможные изменения как во время сооружения, так и после завершения строительства объекта. Но при увеличении числа анали­зируемых показателей метод становится громоздким и сложным для анализа. Поэтому его применение возможно для проектов с ограни­ченным числом воздействий. Недостаток метода заключается также в учете изменений лишь элементов природной среды.

Интересны попытки использования метода сетей для количествен­ных оценок воздействий на основе концепции потоков энергии. Был построен график сетей связей между компонентами природной среды с указанием направления и величины потоков энергии (в килокало­риях, децибелах, для радиации — в кюри). Воздействия проекта оце­нивались на основе изменений в энергетических потоках, влияющих на первичную продуктивность экосистемы. Для оценки воздействия на окружающую среду используются также математические модели, в том числе имитационные, отражающие количественные зависимости между воздействиями и позволяющие рассматривать социальные и природные системы как непрерывно развивающиеся и изменяющие­ся. Сравнительно давно известны модели, описывающие загрязнение отдельных компонентов природной среды, например воздуха (расче­ты приземных концентраций вредных примесей), модели распростра­нения загрязнения в воде, например модели разлива нефти в океане.

Но этот вид моделирования находится в первоначальной стадии развития, что связано с недостаточной изученностью нарушенных экосистем. В существующих моделях акцент делается, как правило, на один компонент экосистемы. В более сложных моделях, разрабатывае­мых для целых экосистем, недостаточно полно учитываются социаль­но-экономические показатели, поскольку введение дополнительных данных делает модели неуправляемыми. Тем не менее на будущее этот подход рассматривается как весьма перспективный.

Завершающим этапом составления ОВОС выступает собственно оценка прогнозируемых изменений в природной среде и их послед­ствий. Выше мы говорили о пяти основных нормах состояния ланд­шафтов, которые определяются формами хозяйственного использо­вания территории (см. гл. 3). Оценка всегда предполагает соотнесение установленных или прогнозируемых состояний показателей с норма­ми состояния отдельных компонентов ландшафта либо ландшафта в целом.

Выделяют пять последовательных видов (этапов) оценивания эко­логических последствий от функционирования ГТС и производствен­ных объектов: природную оценку, специальную природную, техно­логическую, экономическую и социальную, к которой относится и оценка социальной совместимости.

1. Природная оценка. Ее сущность заключается в соотнесении про­гнозируемых изменений в свойствах ландшафтов (процессах) с теми же процессами и свойствами зональных аналогов вне сферы антро­погенного воздействия, инвариант которого описывается количествен­ной вещественно-энергетической моделью.

Природная оценка заключается в сравнении прогнозируемых из­менений конкретных параметров ландшафта с пространственной или временной изменчивостью тех же показателей — климатических, гид­рологических, ботанических, почвенных, геохимических. Например, для оценки прогнозируемых изменений метеорологических элемен­тов в зоне влияния крупных водохранилищ можно использовать кри­терий DP/s, где DP — изменение метеорологического элемента (тем­пературы или влажности воздуха, осадков, скорости ветра и т.д.), а s— среднее квадратическое отклонение того или иного показателя во времени. В качестве критерия для природной оценки изменений мож­но использовать отношение изменения индикатора (параметра) к пространственной изменчивости этого показателя, например между соседними подзонами тайги.

Главное в природной оценке — данное явление оценивается по этому же явлению, вне сферы воздействия. Например, при обоснова­нии и построении ранжированных шкал ландшафтно-геохимических оценок оценивание производится по отношению к природному фону, геохимическим характеристикам зональных ландшафтов и т.д. Оценка природно-экологических потенциаюв загрязнения проводится по от­ношению к худшим и лучшим условиям миграции загрязнений, к оптимальной самоочищающей способности почв и т.д.

2. Специальная природная оценка. Для природных процессов, кото­рые не жестко формализованы, в ряде случаев проведение природной оценки первого вида затруднительно. В таком случае целесообразно оце­нивать изменение одних показателей состояния ландшафтов (скорости ветра, глубины залегания фунтовых вод, влажности почв, атмосфер­ных осадков и т.д.) в сравнении с изменением других, тоже природных показателей (изменением биологической и сельскохозяйственной про­дуктивности лесов, лугов, пашни, прохождением растениями феноло­гических фаз и т.д.)- Преобразования в границах природно-территориальных комплексов в зонах влияния геотехнических систем и производ­ственных объектов следует рассматривать как интегральную оценку новых факторов формирования ландшафтов. Итак, специальная природная оценка — это оценка изменения природных характеристик по отноше­нию к другим. Проведение природной оценки дает возможность из все­го многообразия процессов и явлений, которые претерпевают преобра­зование в зонах влияния, отобрать для последующей технологической оценки наиболее существенные и важные.

3. Технологическая оценка. Существует многообразие технологи­ческих оценок вне и в сфере техногенного воздействия. Это специаль­ные виды оценивания, для некоторых из них разработаны нормати­вы, по отношению к которым и производится оценка. Она может быть качественной по принципу хорошо-нейтрально-плохо, но чаще всего определяется превышением над нормативом. Например, экологичес­кая оценка технологий, которая является разновидностью технологи­ческой оценки, осуществляется по отношению к нормативам сырья и материалов, нормативам землеемкости, отходности, ресурсоемкости, санитарно-гигиеническим и т.д.

Технологическая оценка предусматривает рассмотрение прогно­зируемых изменений свойств и процессов в ландшафтах окружающей территории с позиций требований различных отраслей хозяйства, производственных технологий и видов деятельности человека (сель­скохозяйственной, рекреационной, промышленного, гражданского и военного строительства и т.д.). Технологическая оценка в принципе чрезвычайно многопланова. Она необходима на стадии ТЭО проек­тов, на предпроектной стадии, когда производится сопоставление альтернативных вариантов. Отметим многообразие видов технологи­ческих оценок и их противоречивость, например: одни и те же изме­нения в гидрогеологических условиях и метеорологическом режиме на берегах водохранилищ благоприятны для одних отраслей промыш­ленности и неблагоприятны для других.

4. Экономическая оценка изменения природных условий и ком­пенсационных мероприятий по снижению или предотвращению не­гативного эффекта от создания хозяйственных объектов. Экономичес­кая оценка включает в себя расчет прямого ущерба (или эффекта от улучшения) функционированию отраслей хозяйств, состоянию про­изводственных фондов, трудовых ресурсов, затрат на компенсацию негативных последствий и т.д.

Частный пример: одним из важнейших показателей эффективно­сти (ущерба) от создания геотехнических систем и производств выс­тупает экономическая (стоимостная) оценка изменения сельскохо­зяйственной и биологической продуктивности ландшафтов. Стоимость показателей (изменением биологической и сельскохозяйственной про­дуктивности лесов, лугов, пашни, прохождением растениями феноло­гических фаз и т.д.)- Преобразования в границах природно-территориальных комплексов в зонах влияния геотехнических систем и производ­ственных объектов следует рассматривать как интегральную оценку новых факторов формирования ландшафтов. Итак, специальная природная оценка — это оценка изменения природных характеристик по отноше­нию к другим. Проведение природной оценки дает возможность из все­го многообразия процессов и явлений, которые претерпевают преобра­зование в зонах влияния, отобрать для последующей технологической оценки наиболее существенные и важные.

3. Технологическая оценка. Существует многообразие технологи­ческих оценок вне и в сфере техногенного воздействия. Это специаль­ные виды оценивания, для некоторых из них разработаны нормати­вы, по отношению к которым и производится оценка. Она может быть качественной по принципу хорошо-нейтрально-плохо, но чаще всего определяется превышением над нормативом. Например, экологичес­кая оценка технологий, которая является разновидностью технологи­ческой оценки, осуществляется по отношению к нормативам сырья и материалов, нормативам землеемкости, отходности, ресурсоемкости, санитарно-гигиеническим и т.д.

Технологическая оценка предусматривает рассмотрение прогно­зируемых изменений свойств и процессов в ландшафтах окружающей территории с позиций требований различных отраслей хозяйства, производственных технологий и видов деятельности человека (сель­скохозяйственной, рекреационной, промышленного, гражданского и военного строительства и т.д.). Технологическая оценка в принципе чрезвычайно многопланова. Она необходима на стадии ТЭО проек­тов, на предпроектной стадии, когда производится сопоставление альтернативных вариантов. Отметим многообразие видов технологи­ческих оценок и их противоречивость, например: одни и те же изме­нения в гидрогеологических условиях и метеорологическом режиме на берегах водохранилищ благоприятны для одних отраслей промыш­ленности и неблагоприятны для других.

4. Экономическая оценка изменения природных условий и ком­пенсационных мероприятий по снижению или предотвращению не­гативного эффекта от создания хозяйственных объектов. Экономичес­кая оценка включает в себя расчет прямого ущерба (или эффекта от улучшения) функционированию отраслей хозяйств, состоянию про­изводственных фондов, трудовых ресурсов, затрат на компенсацию негативных последствий и т.д.

Частный пример: одним из важнейших показателей эффективно­сти (ущерба) от создания геотехнических систем и производств выс­тупает экономическая (стоимостная) оценка изменения сельскохо­зяйственной и биологической продуктивности ландшафтов. Стоимость экологических условий и их изменений под воздействием, вызыва­ющим негативные последствия для жизнедеятельности биоты. Антропо­центрический подход реализуется при экологической оценке изменения окружающей среды под воздействием по отношению к человеку. Важ­ные звенья экологических оценок — анализ цепочки: воздействие — изменения — последствия, построение ранжированных шкал оценок воз­действий по отношению к живому; регламентация параметров среды обитания человека и, наконец, оценка качества окружающей среды и экологическая совместимость.

Экологическая несовместимость — воздействие на природные объек­ты и системы, которые не адаптированы к этому типу воздействия. На­пример, радиоактивность разрушает генофонд, воздействие может уси­лить или изменить вектор природного процесса, что может вызвать эко­логическую катастрофу, и т.д.

При экологических оценках широко используют приемы и методы биотестирования, ландшафтной индикации загрязнения, геохимии техногенеза, экологической геохимии, геохимии окружающей среды, со­циально-экологических и медико-биологических исследований.

По другой точке зрения (К. Н. Дьяконов) экологический вид оценки частично может быть отнесен к природной или специальной природ­ной, если речь идет об устойчивости природных систем как таковых; к технологической, если рассматривать генофонд как потенциальный ресурс биотехнологии, сельскохозяйственного производства; к соци­альной, если рассматривать изменения среды через призму экологии человека, т.е. изменения экологии социальной среды.