5.3. Функциональный состав техногенного блока птк природообустройства

К техногенным компонентам ПТК относятся мероприятия и все виды созданных человеком объектов для достижения социально – экономических и экологических целей. Техногенные объекты можно разделить на технические устройства и сооружения – точечные, локальные объекты (скважина, шлюз-регулятор на канале, насосная станция); инженерные сети – протяженные и разветвлённые объекты, связывающие устройства и сооружения (каналы, дренажная и дорожная сети, сети водоснабжения и водоотведения и пр.); технические системы – комплекс разнообразных сооружений и инженерных сетей, расположенных на определённой территории и функционирующих в соответствии с единой задачей (инженерно-экологическая система, водохранилищный гидроузел).

Принципиально важно, что встроенные в ландшафт или в геосистемы любого ранга искусственные сооружения или вносимые в него новые элементы (посевы новых культур, здания, сооружения) функционируют в нем, подчиняясь природным законам, «работают» вместе с природными элементами.

Участие человека в техногенном изменении геосистем не ограничивается встроенной техникой. Большую роль играют мероприятия, которые, будучи однажды (многократно, периодически) проведенными, придают компонентам природы новые качества, не оставляя после себя сооружений, построек, технических систем (например, культуртехнические работы, рассоляющая промывка, глубокая вспашка, регулирование русел рек). Таким образом, мероприятия влияют в основном на свойства компонентов природы (впитывающая способность почвы увеличивается при мелиоративной вспашке, на емкость поглощения влияет внесение сорбента). Для регулярных воздействий, изменения состава компонентов природы и управления природными процессами создаются специальные технические элементы – подсистемы.

Для мелиоративных систем такой анализ подсистем был проделан еще А.Н. Костяковым, который к оросительной системе относит источник орошения, головное сооружение (водозабор и насосную станцию), магистральный оросительный канал, распределительные каналы (межхозяйственные и внутрихозяйственные), временную оросительную регулирующую сеть, водоотводящую сеть (сбросную и дренажную), искусственные сооружения (арматура на каналах), поливную технику, средства водораспределения. В осушительную сеть А.Н. Костяков включает регулирующую сеть, проводящие каналы, ограждающую сеть, осушительные насосные станции, водоприемник. Помимо этого в состав и тех и других входят средства учета и автоматизации, связи, линии энергоснабжения, дороги, лесополосы.

Строго говоря, мелиоративные системы привязываются к водоисточникам и водоприемникам, в качестве которых выступают естественные или искусственные водные объекты (реки, озера, водохранилища и т.п.). Последние юридически не входят в состав мелиоративных систем, также как и мелиорируемые земли, за исключением земель, на которых построена межхозяйственная часть мелиоративной системы.

По аналогии можно назвать технические подсистемы, общие для всех инженерных систем природообустройства:

1. Регулирующая подсистема непосредственно оказывает влияние на природные процессы. Представляет собой, как правило, инженерные сети, подводящие либо отводящие вещество; они должны оптимально покрывать площадь. Примеры: дренажная и оросительная сети, регулирующие водный режим; вертикальный дренаж, создающий условия для очистки земель от нефтепродуктов; сеть дренажных и газоотводных трубок для отвода фильтрата и биогаза из пласта отходов на полигоне ТБО.

2. Проводящая подсистема подает (отводит) вещество к (от) регулирующей сети. Это сеть коллекторов в осушительной и канализационной сети, магистральные и распределительные каналы и трубопроводы.

3. Локализующая подсистема ограничивает по площади действие регулирующей сети, защищая окружающую ПТК среду от косвенных и побочных негативных воздействий. Это, например, контурный дренаж по границам орошаемого массива, противофильтрационные завесы как защита от осушающего воздействия на прилегающие земли, стена в грунте, изолирующая область загрязнения нефтепродуктами и препятствующая их движению.

4. Ограждающая подсистема защищает ПТК от нежелательных внешних воздействий. Это береговой дренаж, защищающий поселение от подтопления, дамба обвалования для защиты территории от затопления, нагорные и ловчие каналы по границам осушаемой площади.

5. Аккумулирующая подсистема запасает вещество. Например, чаша водохранилища запасает воду в соответствии со способом регулирования – сезонным или многолетним. Водооборотные системы имеют специальные накопительные резервуары для повторного использования воды, польдерные системы имеют бассейны-накопители вблизи откачивающих насосных станций; на системах утилизации сточных вод накопители стоков используются для согласования режимов их поступления и режима орошения.

6. Заборные и сбросные подсистемы – с их помощью ПТК связаны с источниками и приемниками веществ. Как правило, это водозаборы, водовыпуски.

7. Гидротехнические сооружения строятся в составе тех ПТК, которые используют водные потоки. К гидротехническим сооружениям относятся сооружения на каналах (регуляторы, акведуки, перепады, дюкеры, вододелители), насосные станции, плотины, водосбросы.

8. Подсистемы обеспечения экологической безопасности снижают и компенсируют экологическую опасность ПТК, действуют как в штатном, так и в аварийном режимах. К ним относятся очистные сооружения и биоплато, опреснители поливной воды, поля фильтрации, песколовки в каналах и пр.

9. Подсистемы мониторинга, контроля и автоматизации поддерживают и обеспечивают прямую (само воздействие) и обратную (восприятие и анализ ответных реакций) связи при управлении ПТК.

10. Эксплуатационная инфраструктура включает в себя производственные, жилые и административные постройки; дороги; линии связи и электросети; техника для эксплуатации ПТК; запасы стройматериалов, стандартных сборных элементов, запчастей для техники.

5.4. Прогнозирование процессов в ПТК природообустройства

Прогнозирование – основанный на ретроспективном анализе системы и её поведения метод получения конкретного предсказания или вероятностного суждения о состоянии системы в будущем (т.е. прогноза). По сути, прогнозирование – это выбор одного или нескольких наиболее вероятных вариантов (сценариев) состояния системы в будущем из множества возможных. Часто требуется именно многовариантный прогноз. Например, прогноз техногенной аварии на химическом заводе составляется для нескольких вариантов количества и качества выбросов. Прогноз затопления территории при наводнении составляется для нескольких уровней воды.

Прогноз должен быть достоверным, по возможности опираться на модели прогнозируемых процессов. От прогноза следует отличать предупреждение-экстраполяцию, которое основывается на простейших балансовых расчетах и отвечает на вопрос что будет, если процесс будет идти наблюдаемыми темпами.

В природообустройстве нужны прогнозы функционирования и развития природных систем при антропогенном влиянии. Прогнозирование природных и техно-природных процессов осложнено неопределенностью условий, в которых они протекают, а также изменчивостью во времени свойств природных тел; нелинейностью природных процессов, а также резкой вариацией погодных условий.

Прогноз может быть количественным или качественным. По масштабам прогнозируемых явлений прогнозы делятся на глобальные, региональные, национальные, локальные. По срокам прогнозы делятся на краткосрочные (в основном для нужд оперативного управления ПТК), среднесрочные (на год, для вегетационного периода и т.д.) и долгосрочные (на время, сравнимое со сроками существования ПТК).