6.3.2.Науково-методологічні основи оцінки збитків

Науково-методологічні основи оцінки екологічних ризиків, пов’язаних з геологічним середовищем, які у стислому вигляді викладені нижче, сформульовані О.Л.Рагозіним [60] та розвинуті і деталізовані С.В.Гошовським, Г.І. Рудьком і Б.М.Преснером [11].

Геологічне середовище є основним індикатором ймовірності виникнення та розвитку відповідного окремого небезпечного техноприродного процесу або парагенезису цих процесів за рахунок техногенного впливу на елементи геологічного середовища.

При розгляді основних чинників, що характеризують динаміку геологічного середовища, необхідно звернути увагу як на його природний стан (природний геоенергетичний потенціал), так і техногенно обумовлений стан (техногенно обумовлений геоенергетичний потенціал).

Небезпечний природний стан визначає сукупність частково реалізованих властивостей і діючих процесів, які вже наносять або при найменшому поштовху, що виводить систему з рівноваги, почнуть наносити збитки. Прикладами такого стану є з одного боку більшість процесів у стадії відкритого розвитку (зсув, що рухається, льодовик, діючий вулкан тощо), а з другого – нестійкі напіввідокремлені масиви порід на схилах, накопичення уламкового матеріалу в руслах пересохлих селеносних водотоків, великі масиви швидко танучого снігу на водозборах тощо. Небезпека виникнення і реалізації подібних ситуацій має також відображатися у відповідних методах оцінки ризику.

Залежно від поставлених для розв`язання задач і особливостей джерела та об`єкта небезпеки, показниками ризику можуть виступати ймовірність (повторюваність) негативної події, можливі збитки або комбінована (інтегральна) характеристика збитків і повторюваності. При цьому як негативні розглядаються тільки ті події, що пов`язані з певними втратами (відмовами) об`єкта небезпеки. Їх ймовірність завжди пропорційна і лише в рідкісних випадках дорівнює ймовірності небезпечних дій.

Для територій розвитку небезпечних природних і техногенно-природних процесів (НПТП) простішим видом відмови є будь-який випадок виведення з ладу окремих площ у результаті пошкодження зсувами, селями, абразією та іншими процесами.

Візьмемо за об`єкт небезпеки освоєну частину території таксону площею S₀, при загальній його площі S_t. У межах таксону періодично виникає небезпека (Н), що характеризує площу S_H. Геометрична ймовірність того, що небезпека виникне в освоєній частині таксону дорівнює S_H /S_t, а ймовірність пошкодження будь-якої точки цієї частини S_H /S₀ . Тоді ймовірність одночасної реалізації в просторі подій, що розглядаються,

P(S_tS₀) = S₀S_H(S_tS₀)^-1 = S_H(S_t)^-1 (6.2)

Отримана таким чином ймовірність визначає частку можливих втрат об`єкта у випадку реалізації небезпеки. Як видно з виразу (6.2), вона не залежить від площі об`єкта пошкодження, тобто є універсальним показником його реакції на небезпеку. Назвемо цю ймовірність ступенем ураженості території при дії певної небезпеки (Н) або просто ураженістю і позначимо V_m(H). Тоді матеріальні втрати, представлені у вигляді площі, пошкодженої при одиничному проявленні небезпеки, можуть бути визначені як

D_m(H) = V_m(H)S₀ = S_H S₀ (S_t)^-1 (6.3)

Зміст останнього виразу полягає в наступному. Небезпека у випадку її виникнення в таксоні зачіпає освоєну територію ймовірністю (S₀ /S_t) і при цьому кожний раз пошкоджує площу S_H.

Звідси ризик пошкодження (порушення, виведення з ладу) одиниці площі в межах освоєної частини території S₀ в часі і просторі, небезпека (Н) і повний інтегральний ризик втрат розраховується при цій події відповідно за формулами:

R_sm(H) = P^x (H) V_m(H), (6.4)

R_m(H) = P^x (H) D_m(H) = R_sm S₀ , (6.5)

де: Р^x (Н) – повторюваність небезпеки (Н), що чисельно дорівнює її статичній ймовірності.

Формула (3) характеризує матеріальний ризик питомих втрат з одиниці площі як об`єкта, так і всього таксону за одиницю часу, що можна умовно виразити, наприклад, через розмірність га/га-рік, км²/км²-рік тощо. Назвемо такий ризик питомим ризиком ураженості території, маючи на увазі необхідність уточнення в кожному випадку, у чому конкретно полягають наслідки ураження. Питомий ризик пошкодження є досить перспективним показником для картографування і порівняльної оцінки ризику від небезпечних природних та техноприродних процесів (НПТП), які призводять до втрат земельних угідь, особливо при відсутності достовірної інформації про розміщення і вартість окремих земель.

Повне значення ризику пошкодження, отримане за формулою (6.5), визначає умовну швидкість втрат земель у межах освоєної частини території таксону. Значення збитків і ризику для території всього таксону (якщо він взятий за об`єкт небезпеки) можуть бути отримані за тими ж формулами (6.3, 6.5) після заміни S₀ на S_t :

Rm(H) = Vn P(Vn) P(L) Lt; (6.6)

CRsm(H) = Rm(H) / S₀ (6.7)

де: Vn – лінійна швидкість розвитку процесу; P(Vn) – ймовірність реалізації цієї швидкості; P(L) = Vm(H) = Ln / Lt – геометрична ймовірність лінійного пошкодження (ураження) території при довжині межі розвитку процесу Ln і загальної її довжини – Lt; S₀ – площа території, що оцінюється.

Ризик пошкодження території є основою для визначення інших типів ризику від НПТП, а саме, економічного ризику руйнування земель із розміщеними в їх межах об`єктами господарства. Для цього використовують вираз:

R_e(H) = R_m(H) d_e , (6.8)

де: d_e - щільність національного багатства (грн/га, грн/км² тощо).

Замінимо в останній формулі d_e на d_p. У результаті отримаємо новий показник соціального ризику ураження населення, який раніше не використовувався для аналізу ризику від НПТП. Він визначає в найзагальнішому вигляді можливість опинитися в зоні катастрофічного розвитку одного або декількох процесів протягом певного часу і, відповідно, понести моральні, матеріальні і фізичні збитки. Даний тип ризику може в перспективі стати одним з основних показників для попередньої оцінки безпеки великих територій, коли, як правило, відсутня достовірна інформація для втрати і ступеня захищеності населення від окремих небезпек.

При картографуванні соціального та інших подібних типів ризику доцільно використовувати їх питомі показники, які безпосередньо характеризують можливі збитки. У розглянутому випадку питомим показником і критерієм для ранжування територій є індивідуальний ризик ураження населення, який визначає ймовірність опинитися в числі потерпілих для однієї людини з групи ризикуючих в зоні можливого пошкодження. Такий ризик встановлюється за формулою:

R_i(H) = R_m(H) d_p P(I) = R_s(H) P(I). (6.9)

де: dp – щільність проживання населення; P(I) = 1/m – ймовірність ураження однієї людини з групи, яка опинилася в зоні аварії; m – чисельність цієї групи; R_s(H) – повний соціальний ризик ураження населення.

Таблиця 6.2.

Абіотичні природні та техноприродні небезпеки і ризики [11]

Рівень і ознака виділення	Класифікаційне угрупування ризику
1. Генезис	Природний	Техноприродний
2. Середовище розвитку	Геологічний, гідрологічний, метеорологічний, космічний	Інженерно-геологічний, інженерно-гідрологічний, інженерно-метеорологічний
3. Механізм	Сейсмічний, зсувний, селе­вий, лавинний, абразійний, карстовий, цунамі, повеней, ураганів тощо	Переробка берегів водосховищ, підтоплення територій, наведеної сейсмічності, техногенних зсувів, селів тощо
4. Масштаб	Локальний, регіональний (підтипи: обласний, районний, економічних зон), суперрегіональний (підтипи: державний, міждержавний, глобальний)
5. Характер впливу	Одномоментний (підтипи: одноразовий, багаторазовий), перманентний (підтипи: відносно постійний, кумулятивний (збільшується), екстенсивний (зменшується)
6. Повнота обліку	Власний (від однієї небезпеки), сумарний (від декількох небезпек)
7. Форма прояву	Точковий, об`єктний, територіальний Прямий, непрямий, повний
8. Сфери фіксації	Соціальний (підтипи: повний та індивідуальний першого і другого роду), речовинний, економічний, екологічний
9. Форма вираження	Випадковий, вартісний, комбінований (зведений)
10. Ступінь попередження	Попереджений, частково попереджений, не попереджений (залишковий)
11. Індивіду-льний ризик, люд/рік	Малий (<2,7.10-7); невеликий (2,7...3,3)10-7), середній (3,3)10-7...10-6), великий (10-6...10-5); дуже великий (10-5 ..10-4); винятково великий (>10-4)
12. Економіч- ний ризик	Малий (<2); невеликий (2...10); середній (10...20); великий (20...100); дуже великий (100...200); винятково великий (>200) (тис.грн./(га.рік)

Розглянуті вище методи аналізу й оцінки соціального ризику від НПТП можуть успішно використовуватися як для оцінки абіотичних природних і техногенно-природних екологічних ризиків (табл. 6.2), так й ризику пошкодження окремих біологічних видів.

Більш детальна оцінка ризику в різних сферах пов`язана з додатковим урахуванням ураженості окремих об`єктів господарств, населення і біоценозів при дії НПТП певної інтенсивності і руйнівної сили. Основна формула для уточненої оцінки економічного ризику руйнування або пошкодження однотипних об`єктів від небезпеки (Н) має такий вигляд:

Re(H) = P^x (H) Vm(H) Ve(H) De, (6.10)

де: Ve(H) = n1/n – ступінь ураженості (ймовірність втрат) об`єктів при події Н; n1 – кількість або вартість відновлення зруйнованих об`єктів; n – загальна їх кількість або вартість; De – загальна вартість об`єктів із певним ступенем пошкоджень у зоні ураження.

Використання формули (6.10) передбачає роздільну оцінку ризиків руйнування та пошкодження об`єктів. Загальний економічний ризик визначається як багаточленна сума цих ризиків для всіх типів будівель, споруд, одиничних об`єктів і земельних угідь у зоні пошкодження процесом. Аналогічну операцію необхідно проводити при оцінці соціального ризику в результаті різниці в ураженості населення в зруйнованих і пошкоджених об`єктах, а також на відкритій місцевості.

Соціальний ризик від певної небезпеки переважно встановлюється до ймовірності загибелі населення. Хоча можливий більш загальний варіант із встановлення ризику від небезпеки, тобто отримання поранення або втрати особистого майна.

У всіх випадках оцінка соціального й індивідуального ризику загибелі або поранення пов`язана з послідовним встановленням ймовірності ураження і руйнування різних об`єктів, а також перебування певних груп людей в їх межах у момент розвитку небезпеки (фактора зайнятості). У прийнятій термінології остання ймовірність є, по суті, ступенем ураженості населення в часі. Вона встановлюється для типових (із групи) або конкретного індивіду за виразом:

V^t_s = t_d t_y (24 x 365)^-1, (6.11)

де: t_d i t_y - тривалість перебування групи людей або особи в межах уражених об`єктів протягом дня і року відповідно. Звідси соціальний ризик загибелі або поранення населення від певної небезпеки (Н) можна знайти за формулою:

Rs(H) = P^x (H) Vm(H) V^t_s(H) V^s_s(H) Dp, (6.12)

де: V^t_s(H) = P1/P – ступінь ураженості населення в межах об`єктів із певною силою руйнування; P1 – кількість людей, що загинули або отримали поранення в межах цих об`єктів; P – загальна кількість людей, що знаходилася в них; Dp – загальна кількість населення в певній зоні (підзоні) ураження.

Таблиця 6.3.

Основні типи і математичні моделі природного і техногенного

ризику (за Рагозіним О.Л. [11])

Ризик		Формула оцінки ризику	Основна одиниця
Матеріальний	Ураження (руйнування, виведення із землекористування) території - повна - питома	Rm(H)=Px (H) Dm(H)=Rsm S0, Rsm(H)=Px (H) Vm(H) CRsm(H)=Rm(H)/S0	га/рік км2/рік випадків/рік (га/га рік, км2/км2 рік)
Економічний	Руйнування територій з об`єктами господар­ства - повна орієнтовна Руйнування (пошкодження) об`єкта - повна уточнена - питома	Re(H)=Rm(H) de Re(H)=Px (H) Vm(H) Ve(H) De CRsm(H)=Rm(H)/So	грн./рік грн./(га/рік), грн./(км2/рік)
Соціальний і екологічний	Ураження населення - повне - індивідуальне Загибель або поранення населення - повне - індивідуальне	Re(H)=Rm(H) de Ri(H)=Rm(H) dp P(I)=Rs(H) P(I) Rs(H)=Px (H) Vm(H) Ve(H) x x Vts (H) Dp Ri(H)=Rm(H) dp P(I)=Rs(H) P(I)	особа/ рік особа/ рік

Перехід від встановлених за формулами (6.10), (6.12) економічних і соціальних ризиків до питомих та індивідуальних значень використовується за допомогою рівнянь (6.7) з (6.9), які використо­вуються для приблизної оцінки ризиків ураження (табл. 6.3).

Усі наведені математичні моделі ризику розроблені для оцінки елементарних негативних ефектів від небезпек певної інтенсивності, що пошкоджують однорідні об`єкти. Сума ризиків елементарних подій для всіх можливих випадків прояву певної небезпеки, які відрізняються за повторюваністю (швидкістю), інтенсивністю і можливими наслідками, виражає повний окремий ризик від цієї небезпеки як у межах одного, так і всіх об`єктів ураження. Сума окремих ризиків від усіх генетичних типів небезпек, що діють на об`єкт, визначає сумарний ризик прямих втрат у речовинній (матеріальній), економічній, соціальній або екологічній сферах.

Оцінка природних і техноприродних ризиків повинна передбачати аналіз усіх первинних і, по можливості, вторинних наслідків НПТП. При цьому повний сумарний ризик від окремої небезпеки Н може бути визначений таким чином:

Rt(H) = Rs (P|TCSNH) + Re (CS|TNH) + Rec (E|TCSNH) (6.13)

де: Rs, Re, Rec – відповідно соціальний, економічний і екологічний ризик, а індекси в дужках – синергетичні ланцюгові події-втрати (до вертикальної лінії) і дії (наведені після риски в подальшому їх виникненні справа наліво), пов`язані з ураженням первинної (Н) вторинними природними і техноприродними (Н) небезпеками, з руйнуваннями, пошкодженнями (виведенням із ладу) територій (S) і будівельних конструкцій (С), з пожежами, вибухами, викидами і розливанням токсичних речовин та іншими вторинними техногенними небезпеками (Т), із загибеллю і пораненнями населення (Р), а також певних представників тваринного і рослинного світу (Е).

Такий сумарний ризик може бути визначений лише у випадку вираження всіх результатів оцінки в одних економічних показниках. Це важка задача морального плану. Тому в наш час виправданою є практика роздільної оцінки соціальних, економічних і екологічних ризиків, із наступним комплексним аналізом отриманих результатів і прийняттям управлінських рішень щодо зменшення втрат.

Наведені теоретичні положення дозволяють встановити оптимальну схему аналізу, оцінки і керування ризиком НПТП, що містить такі основні операції, як:

• виявлення і прогноз місця і часу утворення основних НПТП, у тому числі їх типів, інтенсивності, ймовірності, площ можливого ураження;

• районування уражених площ; оцінка ураженості об`єктів господарства і населення при дії НПТП різної інтенсивності;

• прогноз розвитку вторинних небезпек природного і техногенного походження;

• оцінка і картографування окремих і сумарних ризиків від усіх можливих проявів первинних і вторинних небезпек;

• прийняття управлінських рішень із попередження, зменшення і відвертання природних і техногенних небезпек у зонах максимального недопустимого ризику.

Забезпечення захисту населення й об`єктів господарства від небезпечних природних і природно-техногенних процесів є однією з основних функцій будь-якої держави. До недавнього часу практична діяльність із реалізації цієї функції базувалася в більшості країн світу на концепції “абсолютної надійності” будинків, споруд, виробництв і технологічних процесів, що виходила з недопущення катастрофічних втрат за встановлений строк.

У наш час є досить вагомі аргументи для прийняття за основу будівельної та інших видів діяльності концепції “допустимого ризику” замість концепції “абсолютної надійності” будинків, споруд, виробництв і технологічних процесів [11]. Остання в основному на практиці не реалізується через величезні матеріальні витрати.