Вибір оптимальних стратегій оздоровлення річкових басейнів на основі множинно-критеріальних рішень Борде

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Вибір оптимальних стратегій оздоровлення річкових басейнів на основі множинно-критеріальних рішень Борде

Войтишина Д. Й., пошуковець

Застосовано метод пошуку економічного обґрунтування напрямків (стратегій) реабілітації порушених річкових басейнів за мінімальними витратами коштів. Найбільш ефективна в сучасних умовах

програма-мінімум: використання для доочищення води заболочених

низин, біоплато, ветлендів, відновлення природних нерестовищ,

зимувалих ям з одноразовим впровадженням організаційних заходів із зменшенням надходження домішок в водне середовище.

The method of search of economy substantiated of directions (strategies) of rehabilitation of the broken river pools after the minimum charges of facilities is applied. Program-minimum most effective in modern terms: use for the best cleaning of water of the swamped low-laying areas, biotplateaux, wetlands, renewal of natural spawnings , pits with non-permanent introduction

organizational measures with diminishing of receipt of admixtures in a water environment.

критеріальний річковий басейн витрата

На сьогодні в еколого-економічних дослідженнях недостатньо відпрацьовані методики багатокритеріального аналізу вибору стратегій реалізації порушених річкових екосистем [1,3]. Одним з можливих варіантів такого множинного аналізу можна використати метод Борде, запропонований ще у XVIII столітті (проводиться за Kowalczak P., Novakowski P [4]). Об'єктом дослідження є басейн р. Удай (права притока р. Сули). Довжина річки 320 км, площа басейну - 7030 км2. Басейн значно розораний - 60,0 %. Болота займають 9,0 % поверхні водозбору, ліси - 3.5 %. Заплавні луки деградовані. Водність річки низька, стік за рік складає біля 0,4 км3. Спостерігаються локальні явища стагнації та старіння річкової екосистеми, заболочування, заморів риб. Серед багатьох факторів впливу необхідно знайти найменш витратну та визначити ефективну стратегію реабілітації водної екосистеми.

А. Стратегія просторово-ландшафтна (комплексна).

В. Стратегія економічна (за приведеними витратами).

Розглянемо у цій роботі певний вид стратегії для помірного порушених басейнів - стратегія просторово-ландшафтна за допомогою рішення множинно-критеріальних величин (Датон-Карл де Борде, 1770) - Стратегія А.

Варіанти стратегій:

S1 - без змін, спостерігатиметься подальша деградація екосистем басейну;

S2 - зменшення забруднень від локалізованих джерел забруднення комунальних стічних вод мм. Пирятин, Прилуки, Варва за рахунок впровадження третинної системи доочищення комунальних стічних вод;

S3 - розробка і реалізація планів комплексного використання і охорони басейну р. Удай та її приток, дотримання положень охорони заплави та прибережної смуги;

S4 - розробки планів рекультивації деградованих земель та ренатуралізації приток з метою попередження проникнення забруднень, розвиток рибальства, туризму, рекреації;

S5 - програма-максимум - значні капіталовкладення на очищення стічних вод, зміна структури суходільних ценозів та просторове ландшафтне планування території;

S6 - програма-мінімум - використання заболочених низин, біоплато, ветлендів для доочищення стічних і зливових вод, зменшення попадання N, P, K, C, Fe, Mn; відновлення нерестовищ, зимували ям, шляхів міграції аборигенних видів риб;

S7- залуження тимчасових видолинків, впорядкування прибережних смуг і дотримання режиму їх використання, регламентація внесення гною на сільгоспугіддя (по NO3), утилізація фітомаси ВВР та мулу;

S8 - збільшення біологічної буферності суходільних біоценозів (залісення, залуження до оптимальних значень).

Критерії вибору стратегії оздоровлення річкових басейнів.

І. - економічні (Е):

k1 - інвестиційні;

k2 - експлуатаційні - утилізація фітомаси, водяної і болотної рослинності, рибальство, тваринництво;

k3 - зміна представницької вартості територій (відпочинок, спорт);

k4 - адміністративні витрати (служба моніторингу, землевпорядкування).

ІІ. - суспільні (S):

k5 - зміни житлових умов;

k6 - необхідність реабілітації і погіршення споживчих вимог;

k7 - підвищення естетичного рівня басейну;

k8 - збитки від погіршення стану придатності басейну і поверхневих вод для використання населеням.

ІІІ. - природні (Р):

k9 - вплив на середовище шляхом впровадження (інтродукції) нових видів рослин, заростання водного дзеркала ВВР, зменшення або збільшення демографічного навантаження;

k10 - дотримання оптимальної структури водотоків і водозборів;

k11 - охорона довкілля (організаційні питання);

k12 - ренатуралізація порушених систем (заболочування, залісення деградованих земель, тощо).

Експертна оцінка стратегій щодо принятих критеріїв та ієрархія їх ціни представлена у табл.1 і табл.2.

Таблиця 1

Експертна оцінка стратегій щодо прийнятих критеріїв (від 0.0 до 1.0)

Таблиця 2

Ієрархія ціни критеріїв вибору стратегії реабілітації басейнів річок.

(за групами від 1.0 до 4.0)

Необхідно вирахувати суму факторіальних значень Dn

; i, j=1,2…N

Найкраща стратегія визначена як найвитратніша (програма-максимум)

; n=1,2…N

і як найменш витратна ( програма-мінімум)

; n=1,2…N

Визначення критеріальних значень Dmin представлено в табл.3

Таблиця 3

Визначення значень критерію Dmin обраних стратегій.

Заключний варіант найменш затратної стратегії матиме вигляд (в порядку зменшення вартості)

S8 S6 S7 S4 S3 S1 S2 S5.

І як найбільш затратної - S5 S2 S1 S3 S4 S7 S8. (в порядку зростання вартості).

Тобто, більш придатне прийняття малозатратної програми-мінімум (S6), збільшення буферної ємності структури басейну (S8) (просторове ландшафтне планування) та залуження тимчасових водотоків(видолинків), впорядкування прибережних смуг і дотримання режиму їх використання (S7).

Програма-максимум може реалізуватись у пізніші терміни. Однак, такий підхід можливий тільки для басейнів з помірним порушенням екологічної рівноваги.

Вибір оптимальних стратегій реабілітації екосистем басейнів річок з кризовим режимом (при еколого-економічному потенціалу басейну Еn?2.0).

Сьогодні на Україні певна частина поверхневих вод характеризуються нестабільною екологічною ситуацією внаслідок зміни гідрологічного режиму, впливу забруднень, евтрофікації (наприклад, рр. Устя, що нижче мм.. Здолбунів, Рівне; Вілія, Замчисько, Стубла та інші)

Вибір стратегії реабілітації таких річкових систем є особливо актуальним. Стратегії реабілітації складаються також з трьох блоків: економічного (Е), суспільного (S) та природного (Р).

Виділені наступні компоненти цих блоків:

І. Економічний блок (Е):

k1 - інвестиційні капіталовкладення на реабілітацію екосистеми;

k2 - експлуатаційні витрати -покращення експлуатації очисних і водоохоронних споруд; видалення фіто маси ВВР (вищих водяних рослин) та мулів їх утилізація;

k3 - покращення (погіршення) представницької вартості територій;

k4 - адміністративні витрати.

ІІ. Суспільний блок (S):

k5 - відселення населення з кризових регіонів;

k6 - покращення (погіршення) умов водокористування, рибальства, відпочинку, інтродукції риб внаслідок погіршення природних умов відтворення;

k7 - погіршення естетичного рівня, необхідність його поліпшення;

k8 - збитки від захворювань, екологічне виховання населення.

ІІІ. Природний блок (Р):

k9 - вплив господарської діяльності на середовище - заболочування, загибель риби, необхідність додаткових затрат; перерозорювання, внесення добрив, переосушення;

k10 - повернення до оптимальної структури суходільних та водних біогеоценозів; додаткові невраховані затрати;

k11 - моніторинг середовища, впровадження оперативних систем управління;

k12 - ренатуралізація порушених річкових басейнів та підсистем.

Для вирішення назрілих екологічних проблем у басейні можемо використати наступні стратегії:

S1 - нічого не робити, хай буде так, як є;

S2 - регламентувати скидання забруднень на очисні споруди біологічного очищення комунальних стічних вод, підвищити ефективність їх роботи, впорядкувати санітарний стан урбанізованих територій з метою зниження забруднення у зливових водах;

Таблиця 4

Експертна оцінка стратегій щодо прийнятих критеріїв (від 0.0 до 1.0)

S3 - регламентувати природокористування у басейні, впровадити режим використання і охорони прибережних смуг річок;

S4 - викошування і видалення вищої водяної рослинності з мілководь, розчищення русла та видалення мулу з метою відновлення пропускної та дренуючої здатності русла;

S5 - програма-максимум - державні і залучені капіталовкладення на будівництво очисних споруд комунальних стічних і заплавних вод, оптимізаціяструктури ландшафту;

S6 - програма-мінімум - використання елементів ландшафту - боліт, лощин, стариць для доочищення стічних вод, відновлення заплавних нерестовищ, зимувальних ям у озерах, ставах та руслах річок ренатуреалізація боліт;

S7 - залуження тимчасових водотоків, дотримання агроправил обробітку прилягаючих земель на схилах;

S8 - підвищення біологічної буферності поверхні водозбору, залісення, залуговування до оптимальних регіональних значень.

Визначимо ієрархічну ціну критеріїв Кі (табл. 5).

Визначимо найзатратніші стратегії (найкращі) та менш затратні (табл. 7). Розрахунки ведемо за блоками згідно формули:

Вагова ціна Si=Mi * Kip

Таблиця 5

Ієрархічна ціна критеріїв вибору стратегій реабілітації басейнів річок з явищами стагнації (від 1.0 до 4.0).

Таблиця 6

Визначення порядку значень стратегії Dі щодо критеріїв kі

Dn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Визначимо порядок значень Dі від максимального до мінімального.

Приклад розрахунку приведений у табл. 6.

Таблиця 7

Визначення значень критерію Dmin

Заключний вигляд найменш затратної стратегії матиме вигляд (в порядку зменшення вартості робіт)

S7 S8 S3 S4 S2 S5 S6 S1.

І як найбільш затратної (в порядку зростання вартості робіт)

S1 S2 S5 S6 S4 S3 S7 S8.

Тобто, у випадку кризових ситуацій раціональним буде прийняття мало затратної технології збільшення буферної ємності території, залуження видолинків, зменшення впливу агроценозів (ліквідація розсіяних джерел забруднення), впровадження регламентації природокористування, реалізація програми мінімум і максимум. Найгірша стратегія - нічого не робити. В обох випадках в кризових регіонах ми можемо говорити тільки про порядок ведення компенсаційних робіт - від «нічого не робити» - там, де це можливо (стратегія S1), - принцип Коммонера - «природа знає краще» ; до програми-максимум (стратегія S5) - «за все необхідно платити». Кризова ситуація вимагає конкретних рішень з реабілітації порушених басейнів річок по всьому фронту робіт.

Очевидно, необхідно приймати комплексний варіант стратегій, як з підвищення буферності територій (S8), попереджене попадання розсіяних забруднень (S7), ввести регламентацію природокористування (S3), знизити біомасу ВВР в водному середовищі (S4), одноразово реалізувати програма-мінімум та програму-максимум (S5 та S6), інакше деградація екосистеми басейну триватиме.

Тобто, сьогодні необхідно міняти стратегію природокористування - від стихійного використання природних ресурсів до лімітування ресурсопотоку, конкретних дій з реабілітації порушених екосистем та управління станом середовища.

Окремо необхідно вирішувати питання щодо екологічного виховання населення (коефіцієнт k8), що не вимагає інвестування значних коштів. Воно має дві сторони: а) розуміння незворотності відповідальності особи за порушення природоохоронного законодавства; б) висока свідомість, що не дозволяє чинити порушення щодо довкілля. Ці сторони проблеми виховання базуються на екологічній освіті у школах; реабілітації гармонії довкілля, що притаманна українським селам - відновлення левад, джерел, річок, ставків; обговорення з громадскістю можливих змін при втручанні у природне середовище; формування високого рівня культури (соціальної емерджентності) реабілітованих (трансформованих) територій.

Висновки

Запропонований метод вибору економічно обґрунтованих оптимальних стратегій оздоровлення річкових басейнів на основі множинно-критеріальних рішень Борде дає можливість прийняття найбільш сприятливих і дешевих напрямів, однак вимагає високої кваліфікації експертів.

Доцільність капіталовкладень в оздоровлення довкілля визначає рівень рентабельності або рівень досягнення таких результатів, що сприяють проживанню населення на даній території та гарантують сприйнятливу якість ресурсопотоку та охорону і збереження довкілля.

Отримані результати напрямів оздоровлення басейнів річок за методом множинно-критеріальних рішень можуть бути порівняні з результатами отриманими за іншими методами - компромісного програмування (за віддаленістю від оптимального рішення), та методу Копеланда (за найменшою величиною критеріальних значень) у ряду стратегій.

Ліиература

1. Гриб Й.В., Гончаренко Н.І. Просторове планування освоєння річкових басейнів як основа збереження довкілля України. Науковий збірник НАУ, вип.. 93, - с.144-151.

2. Гриб Й.В., Клименко М.О.. Сондак В.В. Відновна гідроекологія порушених річкових і озерних екосистем. Учбовий посібник. Рівне: Волинські обереги, 1999, - 354с.

3. Герасимчук З.В., Мольчак Я.О., Хвесик М.А. Еколого-економічні основи водокористування в Україні. Навчальний посібник. Луцьк.: Надстир'я - С. 200-361.

4. Кowalczak P., Nowakowski P. Zastosowanie metod analizy wielokryterialnej w optymalizacij wyboru metod ochrony wod jensiorowych// Konf. Limnol. 20-22.09.1999. Rodzyn kolo Slawy, 1999. p. 157-166.

Размещено на Allbest.ru