Методика оцінки ГЕР на прикладі Кривбасу.

Класифікація екологічних ризиків.

 

На прикладі КПГР розроблено типізацію геоекологічних ризиків (виокремлено 3 класи, 18 типів і 75 видів ризиків).

Клас природних ризиків ймовірність прояву несприятливих природних процесів – представлений 7 типами ризиків (атмосферно-метеорологічними, гідрологічними, ґрунтовими тощо) і 40 видами ризиків (негативними баричними і гідрометеорологічними явищами, катастрофічними повенями, замуленням річищ, ерозією, видуванням, виносом гумусу з ґрунтів тощо).

Клас антропогенних ризиківймовірність виникнення НС техногенного, соціально-політичного та соціального характеру – представлений 3 типами ризиків (техногенні, соціально-політичні, соціальні) і 18 видами ризиків (терористичними актами, установленням вибухових пристроїв, виникненням пожеж, дорожньо-транспортними пригодами, інфекційними захворюваннями, отруєнням людей тощо).

Клас природно-антропогенних ризиківймовірність прояву несприятливих природно-антропогенних процесів, що свідчить про відмову ПГТС виконувати задані функції – представлений 8 типами ризиків (атмосферними, гідрологічними, гідрогеологічними, геолого-геоморфологічними тощо) і 17 видами ризиків (забрудненням атмосферного повітря, забрудненням поверхневих вод, забрудненням підземних вод, штучним підтопленням тощо).

 

Запропонована методика оцінки геоекологічних ризиків для території КПГР, що складається з 5 етапів.

На 1-му етапіоцінки виокремлюються операційні територіальні одиниці (ОТО), якими є контури ПГТС. Додатковими для оцінки ГЕР можуть бути карти промислових підприємств, захворюваності населення, об’єктів ПЗФ та історико-культурної спадщини, екологічних ситуацій за компонентами ландшафту та ін. Масштаби карт визначаються задачами дослідження.

На 2-му етапівизначаються види ГЕР і показники оцінки кожного з них (див. табл. 1). Тип ГЕР виокремлюється залежно від компоненту ландшафту, включаючи людину та продукти її діяльності, вид ГЕР – залежно від виду та прояву негативних процесів. Показники оцінки ГЕР – залежно від одиниць виміру, що характеризують процес.

На 3-му етапі,згідноз методикою М. Д. Гродзинського (1995), виконується оцінка видів ГЕР для кожної ОТО. Сутність методики зводиться до статистичного методу розрахунку частоти відмов – ймовірності виходу параметрів ПГТС за межі допустимих їх змін (наприклад, для атмосферного ризику відмовою вважається забруднення повітря більше 1 ГДК). Далі для кожного виду ПГТС підраховується загальна їх кількість (N) та кількість ПГТС з відмовами (n), що знаходяться у визначених інтервалах показника оцінки згідно з табл. 1, тобто визначається кількість ПГТС з відмовою виконувати задану функцію. Виконуються послідовні розрахунки за формулами (1–4), їх результати заносяться до таблиць.

Імовірність відмови q, розраховується за

q = n/N,(1)

де n – кількість ПГТС з відмовою, N – загальна кількість ПГТС цього виду.

Імовірність інертності р, розраховується за

p = 1 – q.(2)

Імовірність абсолютної інертності Р(тобто того, що в цьому виді ПГТС не виникне жодної відмови такого виду), розраховується за

P = p1 ∙ p2 ∙ p3∙ pn.(3)

Імовірність геоекологічного ризику Q(тобто, того, що в цьому виді ПГТС може виникнути принаймні 1 відмова такого виду), розраховується за

Q = 1 – P. (4)

Виконується ранжування ГЕР за рівнями ймовірності їх прояву: малоймовірний ризик (рівень < 0,2), можливий ризик (0,2–0,4), імовірний ризик (0,4–0,7), вельми ймовірний (0,7–1), проявлений (ймовірність 1).

На 4-му етапікартографічно відображаються результати ранжування ймовірності відмови ПГТС виконувати задані функції за видами геоекологічних ризиків. Результат етапу – карти всіх видів ГЕР досліджуваної території.

Таблиця 1

Типи і види природно-антропгенних ГЕР та показники їх оцінки на прикладі КПГР

Тип ГЕР Вид ГЕР Показники оцінки
Якісні Кількісні
Атмосферний Ризик забруднення атмосферного повітря Сумарний коефіцієнт забруднення (24 речовини) 1–5 ГДК; 5–10 ГДК; 10–15 ГДК; 15–20 ГДК 20–25 ГДК
Індекс забруднення атмосфери (ІЗА) 1–5 ГДК; 5–10 ГДК; 10–15 ГДК; 15–20 ГДК
Гідрологіч­ний Ризик забруднення поверхневих вод і донних відкладень Індикатори стану поверх­невих вод і донних відкла­день (12 хім. реч., мінера­лізація, радіоактивність, ін.) 1–3 індикатори 4–7 індикаторів 9–10 індикаторів
Гідрогеоло­гічний Ризик штучного підтоплення   Рівень вод четвертинного водоносного горизонту – підтоплені території (рівень води до 2 м) – потенційного підтоп­лення (рівень води 2–3 м)
Ризик забруднення підземних вод Коефіцієнт сумарного забруднення: слабко; серед­ньо; сильно; дуже сильно і надзвичайно забруднені
Ризик виникнення пливунів Фіксація явища
Ризик зміни річищ Фіксація явища
Геолого-геоморфо­логічний Ризик гравітаційних процесів (обвалів, осипів) Фіксація явища
Ризик утворення тріщин, просадок, провалів зем­ної поверхні Фіксація явища
Ризик активізації тектонічних процесів Фіксація явища
Ризик активізації карсто­во-суфозійних процесів Фіксація явища
Ґрунтовий Ризик забруднення ґрунтів хімічними речовинами Сумарний коефіцієнт забруднення 0–16; 16–32; 32–64; 64–128
Ризик заболочування ґрунтів Фіксація явища
Ризик засолення ґрунтів Фіксація явища
Зміни рівня кислотності ґрунтів Зміна Рh від норми до 5,5
Ризик прояву екзогенних геологічних процесів Ризик прояву екзогенних геологічних процесів Ураженість території екзогенними геологічними процесами 3–10 % 11–25 % 26–50 % > 50 %
Соціальний ризик Соціальний ризик Захворюваність насе­лення (на 10 000 осіб) 6273–6676; 7880–7999; 9594–9674
Ризик над-звичайних ситуацій Ризик надзвичайних ситуацій Фіксація НС певної категорії тяжкості та частоти 1 категорії тяжкості 2 категорії тяжкості 3 категорії тяжкості

 

На 5-му етапіна основі результатів оцінки кожного виду ризику визначається інтегральний показник ГЕР для всіх видів ПГТС (за формулами 3 і 4 за кожним видом ПГТС розраховуються ймовірність абсолютної інертності та ймовірність ризику). Результати інтегральної оцінки ранжуються й картографуються.

 

Результати оцінки:

Антропогенні ризики КПГР оцінені за 3 типами та 18 видами й пов'язані з НС, зумовленими діяльністю людини та функціонуванням техногенних об’єктів. Соціально-політичні ризики пов'язані з протиправними діями терористичного та антиконституційного характеру; техногенні проявляються у виді пожеж, вибухів, аварій, раптового руйнування будівель і споруд; соціальні пов'язані з інфекційними захворюваннями та отруєнням людей.

Виконано аналіз статистичних даних про НС, що відбулися на території м. Кривого Рогу, визначено кількісно та якісно категорії тяжкості й частоти НС: найчастіші ризики НС середньої категорії тяжкості (24,71 разу/рік). Згідно з оцінкою ймовірності виникнення антропогенних ризиків, найбільшим є ризик в шахтних ПГТС (0,91), високим – у селітебних ПГТС (малоповерхові – 0,74, багатоповерхові – 0,82) і ПГТС сильнозабруднюючих підприємств (0,59), невисоким – у ПГТС кар'єрів (0,17) і малозабруднюючих підприємств (0,06). Оцінка індивідуального ризику (ризику передчасної смерті від НС) для Кривого Рогу показала, що його рівень знаходитися в межах, прийнятих у більшості країн світу (7∙10–5).

Виконано оцінку 17 видів природно-антропогенних ризиків для 3032 природничо-господарських територіальних систем КПГР. Оцінка ризику забруднення атмосферного повітря показала, що близько 50 % ПГТС характеризуються дуже високими рівнями ймовірності (0,7–1) – це вся територія м. Кривого Рогу, включаючи селітебну, середовищетвірну, водогосподарську зони та приміські комплекси; 10 % – рівнем ймовірності 0,2–0,7 (див. рис. 2). Гідрологічний ризик має дуже високу ймовірність (проявився в усіх водних ПГТС району й склав 0,7–1). Серед гідрогеологічних ризиків найбільші значення характерні для таких видів: забруднення підземних вод варіюється в межах 0,2–1, проте 85 % території оцінені високою ймовірністю (0,4–0,7); близько 6 % – дуже високою (0,7–1); 9 % – приурочені до розробок родовища – не оцінено; імовірність підтоплення варіюється від 0 до 1 й проявляється лише на 30 % території, зайнятої різними гідротехнічними спорудами; ризик виникнення пливунів та зміни річищ і замулення річок представлений локально (оцінені якісно, оскільки поширені на дуже обмеженій території району). Геолого-геоморфологічні ризики оцінені 4 видами: ризик гравітаційних процесів представлений обвалами (0,03–0,18) та осипами (виявляється на бортах відвалів і кар'єрів, ймовірність 1); імовірність ризику утворення тріщин і просадок земної поверхні над шахтними виробками складає 0,02–0,75, а ймовірність ризику провалів – 0,013–0,25.

Ризик активізації карстово-суфозійних процесів оцінений середніми й невисокими значеннями ймовірностей, позначається на функціонуванні деяких видів ПГТС – селітебних, сільськогосподарських і паркових. Ризик активізації тектонічних процесів є значним за можливими наслідками прояву.

Ґрунтові ризики оцінені 4 видами: ризик забруднення ґрунтів хімічними речовинами має надмірну і дуже високу ймовірність (0,7–1) на 30 % площі району; ризик заболочування ґрунтів – невисоку, але для окремих видів ПГТС (особливо суфозійних і привододільних рівнин, яружних і схилових) – істотний; ризик засолення ґрунтів висвітлюється невисокими рівнями ймовірності та має територіальний зв’язок з ризиками заболочування й підтоплення; ризик зміни рівня кислотності ґрунтів розвинений у тих же видах ПГТС, що і два попередні й має переважно низькі рівні ймовірності прояву за винятком ПГТС суфозійних рівнин.

Ризик прояву екзогенних геологічних процесів (ЕГП) оцінений для 30–45 % видів ПГТС як високий (інтенсивно використовуються людиною), лише 5 видів ПГТС мають низький рівень ЕГП. Соціальний ризик в системі оцінки ГЕР має двоякий характер, оскільки, з одного боку, захворюваність населення зумовлюється не тільки індивідуальними показниками здоров'я, але й впливом навколишнього середовища, тобто визначається атмосферним, гідрологічним і ґрунтовим ризиками, з іншого, – виражає ймовірність виникнення захворювання в людини, що мешкає в певному виді ПГТС. Оцінка соціального ризику базується на авторській карті захворюваності населення й показує високу ймовірність (0,9) для населення, що проживає в межах терасових багатоповерхових ПГТС; трохи менший ризик (0,71–0,78) у межах таких ПГТС, як заплавні малоповерхові, терасові малоповерхові, яружно-балочні та схилові мало- й багатоповерхові, привододільні рівнинні багатоповерхові; найнижча ймовірність (0,54) прояву ризику в привододільних рівнинних малоповерхових ПГТС.

Оцінка інтегрального показника ймовірності ГЕР показала, що всі види ПГТС КПГР характеризуються дуже високим і надмірним рівнем інтегрального показника ризику (0,94–1), що зробило неможливим проведення картографування за показником ймовірності. В основу розрахунку інтегрального показника ймовірності ГЕР покладено кількість видів ГЕР у кожному контурі ПГТС: чим більше видів ризиків проявляється в контурі, тим вищою є ймовірність геоекологічного ризику (багатокомпонентний екологічний ризик).

На території КПГР інтегральний показник формується 17 видами оцінених вище ГЕР, але не всі вони мають першочергове значення в утворенні високої ймовірності цього показника, тому проведено аналіз на основі вибірки тих видів ПГТС, де рівні ймовірності окремих видів ризику склали понад 0,7. Установлено, що кількість ризиків з високим рівнем ймовірності (≥ 0,7), таких, що першочергово зумовлюють високий інтегральний показник, лежить у межах 1–5. За результатами проведеної оцінки й на підставі компонентного аналізу ризику складено карту. Аналіз показав, що близько 65 % території зазнали одно- і двокомпонентний ризик (див. рис. 3), значну роль тут відіграв ризик забруднення поверхневих і підземних вод (територія, що оточує м. Кривий Ріг), решта – 35 % – зазнали ризик за 3-ма, 4-ма й 5-ма видами ГЕР (територія м. Кривого Рогу й приміських ПГТС). Усі селітебні багатоповерхові й деякі малоповерхові, виробничі та деструктивні, деякі сільськогосподарські й середовищетвірні види ПГТС мають високий рівень багатокомпонентного ГЕР.

За результатами оцінки для території КПГР за допомогою ГІС-технологій складено 26 електронних карт і карта інтегрального ризику М 1:100000.

 

Конструктивні напрямки мінімізації геоекологічних ризиків КПГР, реалізовані через ландшафтно- та територіально-планувальні, середовищетвірні заходи. Інструменти ландшафтного й територіального планування покладено в основу попередження ГЕР природно-господарських територіальних систем КПГР, оцінених високим (0,4–0,7), надмірно високим (0,7–1) і проявленим (1) рівнями ймовірності. Це здебільшого селітебні, промислові, водогосподарські види ПГТС. Середовищетвірні заходи більш доцільно використовувати для заплавних, терасових, ерозійно-яружних, долино-балкових, вододільних видів ПГТС з високим рівнем ймовірності ГЕР.

Ризик-аналіз дозволяє оцінити ГЕР і здійснювати управління територіями, що зазнали ризику. Необхідними результатами ризик-аналізу є контроль і управління несприятливими процесами та явищами комплексного характеру, оптимізація господарської діяльності, системи екологічного моніторингу та охорони навколишнього середовища, здійснення організаційних заходів з управління екологічними ризиками.

Створення екологічної мережі КПГР, уведення екологічного страхування, організація санітарно-захисних і водоохоронних зон річок та водосховищ, буферних зон природоохоронних об’єктів, передміських зон населених пунктів (особливо міст), дотримання структури санітарно-захисних смуг промислових підприємств, орієнтування на екологізацію технологічних процесів та екологічні види енергії, маловідходні й ресурсозберігаючі технології дозволить мінімізувати рівень геоекологічного ризику та забезпечити попередження виникнення нових видів ризиків на території Криворізького природничо-господарського району.