Природно-техногенные комплексы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I

Факультет землеустройства и кадастров

Реферат

«Природно-техногенные комплексы»

Выполнила:

студент ЗК-1-1(маг.)

Кононенко А.С.

Проверил:

доц. Недикова Е.В.

Воронеж 2014 г

Основным объектом изучения современной физической географии является географическая оболочка нашей планеты как комплексная материальная система. Она неоднородна как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. В горизонтальном, т.е. пространственном отношении, географическая оболочка подразделяется на отдельные природные комплексы (синонимы: природно-территориальные комплексы, геосистемы, географические ландшафты).

Природный комплекс - территория, однородная по происхождению, истории геологического развития и современному составу специфических природных компонентов. Он имеет единый геологический фундамент, однотипный характер и количество поверхностных и подземных вод, однородный почвенно-растительный покров и единый биоценоз (сочетание микроорганизмов и характерных животных). В природном комплексе однотипны также взаимодействие и обмен веществ между составляющими его компонентами. Взаимодействие компонентов и приводит в конечном итоге к образованию конкретных природных комплексов.

Уровень взаимодействия компонентов в составе природного комплекса определяется в первую очередь количеством и ритмами солнечной энергии (солнечной радиации). Зная количественное выражение энергетического потенциала природного комплекса и его ритмику, современные географы могут определить ежегодную производительность его природных ресурсов и оптимальные сроки их возобновляемости. Это позволяет объективно прогнозировать использование природных ресурсов природно-территориальных комплексов (ПТК) в интересах хозяйственной деятельности человека.

В настоящее время большая часть природных комплексов Земли в той или иной степени изменена человеком, или даже заново создана им на природной основе. Например, оазисы в пустыне, водохранилища, плантации сельскохозяйственных культур. Такие природные комплексы названы антропогенными. По своему назначению антропогенные комплексы могут быть промышленными, сельскохозяйственными, городскими и т.п. По степени изменения хозяйственной деятельностью человека - по сравнению с исходным естественным состоянием они подразделяются на слабо измененные, измененные и сильно измененные.

Природные комплексы могут быть разных размеров - разного ранга, как говорят ученые. Самый крупный природный комплекс - географическая оболочка Земли. Материки и океаны - природные комплексы следующего ранга. Внутри материков выделяются физико-географические страны - природные комплексы третьего уровня . Такие, например, как Восточно-Европейская равнина, Уральские горы, Амазонская низменность, пустыня Сахара и другие. Примерами природных комплексов могут служить и всем хорошо известные природные зоны: тундра, тайга, леса умеренного пояса, степи, пустыни и т.д. Наименьшие по размерам природные комплексы (местности, урочища, фауны) занимают ограниченные территории. Это холмистые гряды, отдельные холмы, их склоны; или низменная долина реки и ее отдельные участки: русло, пойма, надпойменные террасы. Интересно, что чем меньше по размерам природный комплекс, тем однороднее его природные условия. Однако и у природных комплексов значительных размеров сохраняется однородность природных компонентов и основных физико-географических процессов. Так, природа Австралии совсем не похожа на природу Северной Америки, Амазонская низменность заметно отличается от прилегающих с запада Анд, Каракумы (пустыни умеренного пояса) опытный географ-исследователь не перепутает с Сахарой (пустыни тропического пояса) и т.п.

Таким образом, вся географическая оболочка нашей планеты состоит из сложной мозаики природных комплексов разного ранга. Природные комплексы, образовавшиеся на суше, сейчас называют природно-территориальными (ПТК); образовавшиеся в океане и другом водоеме (в озере, реке) - природными аквальными (ПАК); природно-антропогенные ландшафты (ПАЛ) созданы хозяйственной деятельностью человека на природной основе.

Природообустройство - сложное дорогостоящее ресурсо- и энергоемкое мероприятие, проводимое длительное время, для его осуществления необходимо создание комплекса инженерных сооружений и устройств, надежно функционирующих в разнообразных природных условиях, часто экстремальных, при переменных погодных условиях. Поэтому на больших площадях строятся инженерные системы природообустройства, т. е. комплекс сооружений, устройств, машин и оборудования, предназначенные вместе с мероприятиями для достижения той или иной цели. Инженерные системы природообустройства вместе с природными объектами, на которых они построены и которые они призваны модифицировать образуют техноприродные системы, которые принято называть природно-техногенными комплексами,

Природно-техногенный комплекс (ПТК) состоит из двух основных частей: природной и техногенной, он включает средства управления и управляемую подсистему, которые можно представить в виде схемы.

Для организации управления необходим ряд элементов: рецептор - часть комплекса, которая воспринимает и передает информацию об управляемом объекте (измерители влажности почвы, температуры воздуха, уровня воды в реке и др.); эффектор - та часть, с помощью которой оказывается воздействие на управляемый параметр (насосы, каналы, трубопроводы, дождевальная техника, дрены, шлюзы и т.п.); блок принятия решений, который, соотнося поступающую от рецептора информацию с необходимым результатом, вырабатывает решения, позволяющие оптимальным способом достичь определенную социально-экономическую цель. Блок принятия решений управляется лицом, принимающим решения. На современном этапе принятие решений поддерживается использованием экспертных систем, баз данных и геоинформационных систем, систем мониторинга, дистанционного зондирования, которые позволяют реализовать принципы адекватности воздействий и предсказуемости.

Не следует отождествлять инженерные системы природообустройства с природно-техногенными комплексами природообустройства. Последние помимо сооружений и устройств включают обустраиваемые природные объекты, на них создаются комплексы природопользования. На обустроенных водных объектах помимо средств регулирования речного стока есть гидроэлектростанции, средства судоходства, рыболовства, все они работают в тесном взаимодействии, вместе с водосбором и рекой образуют большую квазиприродную систему, или комплекс.

Природно-техногенные комплексы природообустройства сложны в правовом отношении. Например, в соответствии с Водным кодексом РФ реки являются общенародным достоянием и находятся в государственной собственности, а насосная станция на ее берегу может принадлежать юридическому или физическому лицу, подключенная к ней мелиоративная система - другому лицу. солнечный природный техногенный комплекс

Виды ПТК и инженерных систем природообустройства

Природно-техногенные комплексы природообустройства - это рекультивируемые земли; обустроенные человеком водные объекты (отрегулированные реки, гидроузлы на них); защищенные от природных стихий земли (от эрозии, паводков, размывов, подтопления, от селей, оползней); земли с воссозданной экологической инфраструктурой (земли с защитными лесополосами, лесонасаждениями); природоохранные зоны.

При природообустройстве возникает необходимость в течение сравнительно продолжительного времени и на большой территории оказывать управляющие и изменяющие воздействия на компоненты природы для их полезности, восстановления, очистки, защиты. Это приводит к необходимости создания разнообразных инженерных систем природообустройства:

1. Инженерная мелиоративная система (ИМС) - комплекс сооружений и мероприятий для создания оптимального мелиоративного режима на землях различного назначения. К ним относятся оросительные и осушительные системы на землях сельскохозяйственного назначения, специальные дренажные системы на городских землях и землях транспорта, землях обороны и других

2. Инженерно-экологическая система (ИЭС) - комплекс сооружений и мероприятий по восстановлению естественной самоочищающей способности компонентов геосистем, снижению до допустимых норм поступления в них загрязняющих веществ, локализации и удалению этих веществ, обеспечению экологически безопасного существования биоценозов и человека. К ним относятся системы очистки земель от загрязнения нефтепродуктами, тяжелыми металлами и другими веществами.

3. Инженерная природоохранная система (ИПС) - комплекс сооружений и мероприятий для защиты территории от негативных последствий природопользования и природообустройства. Назначение таких систем - защита поселений, промышленных и сельскохозяйственных районов, особо охраняемых природных территорий, рекреаций от побочного негативного влияния деятельности вблизи границ объекта

4. Инженерная противостихийная система (ИПСС) - комплекс сооружений и мероприятий для защиты территории от неблагоприятных природных воздействий: селей, наводнений, подтопления, размыва берегов, оползней, эрозии, заморозков.

6. Инженерная система рекультивации земель (ИСРЗ) - временно действующий комплекс сооружений и мероприятий, который применяется для создания оптимального рекультивационного режима на землях различного назначения. Особенность систем в том, что они создаются на сравнительно короткий срок - 10…20 лет, т.е. на период рекультивационных мероприятий, после которого проект завершается, земли переводятся в другой фонд и передаются землепользователям.

7. Системы водоснабжения, водоотведения, обводнения - комплекс сооружений и мероприятий, обеспечивающих потребности в воде требуемого качества, а также удаляющих использованные воды (с очисткой и размещением их в водоприемнике). Это повсеместно распространенные системы, повышающие полезность территории для человека и потому относящиеся к ПТК природообустройства.

8. Система хранения отходов (СХО) - комплекс сооружений и мероприятий, обеспечивающих длительное экологически безопасное хранение отходов потребления и производства. К ним относятся полигоны твердых бытовых отходов (ТБО), устройство которых позволяет компактно, экологически и пожаробезопасно хранить ТБО, контролируя и управляя процессом их разложения.

Этапы создания и функционирования ПТК природообустройства

При создании ПТК природообустройства надо последовательно решить ряд задач, которые удобно рассмотреть по стадиям жизни проекта.

Период проектирования. Обоснование необходимости природообустройства. Природообустройство дорогая и потенциально экологически опасная деятельность, поэтому обосновывать его необходимость нужно особенно аккуратно. При обосновании необходимости природообустройства человек во многом руководствуется своим опытом, анализируя успехи и неудачи предшествующих проектов, проводит научные исследования, выполняет комплекс расчетных или модельных исследований, показывающих существенную необходимость вмешательства в природу

Выбор конкретного варианта реализации ПТК и его эколого-экономическое обоснование. На данном этапе необходимо сформулировать задачу оптимизации, целевая функция которой - экономическая эффективность ПТК Эколого-экономическое обоснование позволяет еще на предпроектной стадии сравнить методы управления для выбора наилучших. Непременным для данного этапа является изучение различных вариантов параметров инженерных систем природообустройства.

Решение этих задач позволяет сформулировать техническое задание для проектирования и требования к точности и объемам предпроектных изысканий.

Предпроектные изыскания. Требование информационного обеспечения реализуется на всех этапах предпроектной стадии. При этом нужно иметь необходимую и достаточную для принятия решений информацию об изменяемой геосистеме, экономической и социальной ситуации . Ввиду уникальности ПТК необходимо научное сопровождение проектов, т.к. типовые решения и сооружения без адаптации к конкретной геосистеме, как правило, не обеспечивают эффективного управления ПТК.

Требуемая степень изучения экономической и социальной сферы зависит от правового статуса ПТК, размеров, сложности и времени жизни проекта, стоимости и источника финансирования, потенциальной экологической опасности и пр.

При проектировании системы нужно назначить параметры сооружений, техники и технологий, применяемых в ПТК. Необходимо рассчитать требуемую мощность ПТК (размеры плотин, каналов, диаметры трубопроводов, мощность насосных станций, количество дрен и т.п.), его состав и конструкцию, время жизни проекта. При прочих равных условиях для осуществления принятых решений следует использовать технику и технологию, обеспечивающую ресурсосбережение, высокий кпд, требуемую локализацию воздействия, возможность модернизации и адаптации, сниженное влияние человеческого фактора.

Период прогнозирования должен быть больше времени жизни проекта для оценки критических по природным условиям лет, чтобы заранее иметь сценарии разрешения кризисных ситуаций.

Время жизни проекта определяется физическим износом основных сооружений и устройств, а также моральным износом проекта ПТК в целом. При износе ПТК наступает их реконструкция, для чего нужны специальные проекты.

Время жизни проекта отличается от срока окупаемости, т.е. времени, когда возвращаются затраты в инвестиционный проект природообустройства и проект начинает приносить прибыль, для объектов природообустройства он значителен, срок окупаемости часто превышает 10 лет.

Предпроектная документация и проекты строительства и реконструкции природно-техногенных комплексов и инженерных системы природообустройства подлежат обязательной государственной экспертизе на предмет соответствия исходным данным, техническим условиям и требованиям нормативной документации по проектированию и строительству. Осуществляется она федеральными органами исполнительной власти. Помимо этого проводится

государственная экологическая экспертиза. В проектах обязательно должен быть раздел оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС)

Период строительства. На этой стадии прежде всего разрабатывается проект организации и технологии строительства. Поскольку ПТК природообустройства - часто большие и сложные объекты, практикуют деление всего периода строительства на очереди, что позволяет постепенно сдавать в эксплуатацию отдельные участки, осваивать их и одновременно доводить мощность системы до проектной. Это реализуется в календарных планах строительства. Далее подбираются способы строительства отдельных элементов инженерных систем, машины и механизмы, разрабатываются технологические карты. В процессе строительства осуществляют постоянный контроль качества строительства, а также контролируются и документально оформляются завершение строительства отдельных объектов. Строительные работы проводят с учетом охраны окружающей среды, они должны завершаться обязательной рекультивацией земель, нарушенных в процессе строительства.