Инженерная защита территорий и сооружений является очень важным элементом как для осваиваемых, так и для уже освоенных территорий. На любой застроенной или застраиваемой территории существуют или активизируются те или иные геологические процессы. Многие из них являются неблагоприятными или опасными и могут быть угрозой для сооружений, а также экосистем. Любому инженеру-геологу ясно, что если застройку территорий вести без их инженерной защиты, то это может привести к аварийным ситуациям и даже к катастрофическим последствиям, вплоть до разрушения возведенных зданий и сооружений, человеческих жертв, деградации и гибели экосистем. На уже застроенных территориях инженерная защита предотвращает активизацию опасных или возникновение новых неблагоприятных инженерно-геологических процессов, которые в период застройки отсутствовали.
Таким образом, значение инженерной защиты для человека и биосферы в целом огромно. Однако в последнее время внимание к ней и к работам по ее обоснованию явно снижается, и причин тому несколько. Во-первых, как известно, стали необязательными и перешли в категорию документов свободного пользования СНиПы и другие нормативные документы, регулирующие обоснование и создание систем инженерной защиты территорий, зданий и сооружений. Процесс же актуализации и создания новых регламентов затягивается. Во-вторых, заказчики стремятся снизить затраты на возводимые объекты за счет экономии на инженерной защите. В-третьих, сотрудники местных администраций, в чьем ведении находятся вопросы застройки территорий, часто не представляют себе возможностей современной инженерной защиты и имеют о ней лишь отдаленное представление. В-четвертых, в связи с обостряющимися экологическими проблемами требуют пересмотра структура, место и функции систем инженерной защиты территорий, зданий и сооружений. Обсуждению последнего вопроса и посвящена настоящая статья.
Традиционный взгляд на инженерную защиту
Согласно СНиП 22-02-2003 инженерная защита территории, здании и сооружений — это комплекс инженерных сооружений и мероприятий, направленных на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических, экологических и других процессов на территорию, здания и сооружения, а также на защиту от последствий этих процессов. Это традиционное определение.
Возрастающее значение инженерной защиты обусловлено все увеличивающимися масштабами и темпами освоения новых территорий, увеличением сложности и ответственности возводимых сооружений и инфраструктуры. Эволюция техносферы на Земле развивается в направлении устойчивого роста ее объемов и усложнения се внутренней структуры и организации. Поэтому обеспечение сохранности в тех или иных природных условиях, в независимости от опасных геологических процессов и надежности всех элементов техносферы приобретает первостепенное значение. На это и нацелена инженерная защита территорий, зданий и сооружений.
Правильное инженерно-геологическое обоснование и правильная организация инженерной защиты на осваиваемых территориях позволяют без ущерба строить различные инженерные сооружения и жилые здания, гарантированно исключая возможность отрицательных последствий в результате опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Этим определяется основное практическое и экономическое значение инженерной защиты.
Исторически сложилось так, что инженерная защита (по крайней мере, до 1970-1980-х гг.) традиционно рассматривалась как система мероприятий и защитных сооружений, направленных лишь на сохранение строящихся и эксплуатируемых инженерных сооружений и жилых зданий от разрушения для обеспечения безопасности населения, то есть изначально она имела сугубо антропоцентрический характер. Но по мере обострения экологических проблем, в том числе и за счет опасных геологических процессов, роль инженерной зашиты неуклонно расширялась, и постепенно приходило осознание того, что она должна ориентироваться на защиту не только населения, но и экосистем в целом.
Инженерная защита территорий, зданий, сооружений, населения, окружающей среды сейчас представляет собой важнейший комплекс защитных инженерных, организационных и инженерно-экологических изысканий, позволяющих нормально функционировать современной цивилизации.
Современный взгляд на инженерную защиту
Как уже отмечалось, инженерная зашита должна рассматриваться не только с традиционной антропоцентрической, но и с биоцентрической точки зрения. Однако, к сожалению, практическая реализация этого еще далека от своего завершения. Большинство разработанных к настоящему времени нормативных документов по инженерной защите территорий и сооружений от опасных процессов имеет лишь антропоцентрическую направленность. При этом защита населения рассматривается как косвенная, определяемая прежде всего защитой самих инженерных сооружений (зданий, в которых непосредственно проживают люди, или сооружений, в которых они работают или могут временно находиться).
Расчет при этом простой: при обеспечении сохранности сооружения автоматически обеспечивается и безопасность населения. Поэтому подавляющее большинство принятых ранее нормативных документов, касавшихся инженерной защиты, было ориентировано прежде всего на обеспечение защиты жилых зданий, промышленных, энергетических, линейных сооружений и т.п. от влияния опасных геологических и других природных и техноприродных процессов. Сохранность же экосистем оставалась как бы в стороне и в лучшем случае рассматривалась косвенно.
Биоцентрический подход, который реализуется в настоящее время и все больше доминирует над антропоцентрическим, заставляет по-иному подходить к оценке роли инженерной защиты. Исходя из этого можно дать такое определение: цель инженерной защиты — обеспечение безопасности населения и предотвращение отрицательного воздействия опасных природных и техноприродных процессов на территории, здания, сооружения, уникальные памятники природы и экосистемы.
Инженерно-экологическая защита и ее структура
Расширение сферы инженерной защиты от уровня территорий и сооружений до уровня экосистем и, по сути, биосферы Земли в целом требует разработки принципиально новых подходов к ее практической реализации.
Роль инженерной защиты территорий и сооружений носит подчиненный характер в общей системе инженерной защиты биосферы. Последнюю правильнее называть «инженерно-экологической защитой», под которой понимается комплекс инженерных сооружений и мероприятий, направленных на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических и других природных процессов и их последствий на территории, здания, сооружения, природные памятники и экосистемы. Кратко можно сказать, что инженерно-экологическая защита — это комплекс мероприятий по сохранению биосферы.
Из представленного выше схематичного рисунка следует, что обеспечение безопасности населения неразрывно связано как с традиционной инженерной защитой территории, зданий и сооружений, так и с инженерной защитой экосистем. При этом население рассматривается не как изолированная часть экосистем, а как их специфическая (антропогенная) подсистема.
Инженерная защита экосистем
Инженерная защита экосистем решает практические задачи их сохранения при различных видах техногенного воздействия. При этом в отличие от инженерной защиты территорий и сооружений от опасных процессов она использует более широкий круг методов, технологий и защитных мероприятий, поскольку обеспечить сохранность экосистемы намного сложнее. Более того, комплекс методов инженерной зашиты территорий и сооружений должен органично входить в систему инженерной защиты экосистем как ее составная часть.
Таким образом, инженерная защита экосистем — это комплекс инженерных сооружений и мероприятий, направленных на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических и других природных процессов и их последствий на экосистемы, рассматриваемый как подсистема инженерно-экологической защиты.
Каковы специфические отличия инженерной защиты экосистем от инженерной зашиты территорий и сооружений? Во-первых, они определяются различиями объектов защиты: в первом случае таким объектом является экологическая система, а во втором — инженерное сооружение (или комплекс сооружений), которое на техногенно освоенной территории является частью техноприродной экосистемы. Во-вторых, защита экосистемы от опасных процессов предполагает мероприятия по сохранению ее функционирования, то есть по обеспечению ее основных экологических функции и сохранению эколого-геологических условий. В-третьих, защита экосистемы, подвергнутой тому или иному техногенному воздействию, предполагает защитные мероприятия по восстановлению уже нарушенных экологических (в том числе эколого-геологических) условий ее существования.
Инженерно-экологическая защита и управление экосистемами
Из рисунка 1 следует, что по своей сути инженерно-экологическая защита является комплексным способом управления состоянием экосистем и их компонентами. Поэтому в широком смысле инженерно-экологическая защита выступает как комплекс определенных практических мероприятий по управлению состоянием экосистем и обеспечению их сохранности и защиты от опасных природных и техно-природных процессов.
Исходя из этого методы инженерно-экологической защиты по сути являются механизмами управления экологическими функциями литосферы, или состоянием среды экосистем. Эти механизмы, как известно, подразделяются на административно-правовые, экономические, научно-технические и международные.
Административно-правовые механизмы базируются на возможности адаптации специализированной экологической информации непосредственными пользователями соответствующей территории (администрацией регионов, руководителями предприятий, государственными органами экологического контроля, министерствами и ведомствами). Эта адаптация реализуется на базе действующих правовых и нормативных документов с обозначенными уровнями предельно допустимых техногенных нагрузок на экосистемы.
Экономические механизмы базируются на широком использовании методов экономической оценки экологического ущерба, опирающихся па обоснованную количественную оценку ущерба природной среде и здоровью людей. Такие оценки образуют комплекс методов и приемов, позволяющих установить нарушения экологических условий в результате трансформации абиотических и биотических компонентов экосистемы.
Научно- технические механизмы связаны с использованием широкого спектра инженерно-технологических и других мероприятии для управления состоянием и защиты экосистем. В частности, они широко применяются для экологически ориентированного преобразования массивов горных пород и других компонентов литосферы, придания им определенных свойств, обеспечивающих нормативное функционирование эколого-геологических и литотехнических систем. Они также базируются на поиске конкретных геологических (инженерно-геологических, геокриологических и др.) решений по разработке практических методов и технологий управления состоянием и свойствами массивов горных пород с целью сохранения ими экологических свойств и функций, по разработке методов утилизации токсичных промышленных отходов, а также по обоснованию (и предложениям) прямой инженерной защиты территорий, объектов и сооружений от снижающих их экологический потенциал природных и антропогенных геологических процессов.
Международные правовые механизмы также имеют важное значение. При этом речь идет о кардинальной структурной, технологической и институционной перестройке, пересмотре ценностных установок всею международного сообщества, необходимости выполнения всеми странами и их правительствами выработанных международных экологических требований. Концепция перехода к модели устойчивого или управляемого развития общества должна быть выработана и принята всеми странами мира. Она предусматривает использование всех механизмов регулирования экологической обстановки, в том числе мировоззренческих.
Комплексные схемы инженерно-экологической защиты
Одним из центральных вопросов разработки способов инженерно-экологической защиты и экологического восстановления нарушенных территорий является обоснование общей научной стратегии управления эколого-геологическими системами. В ее развитие должна внести существенный вклад теория управления геологической средой, внимание к которой все более возрастает.
Необходимо исходить из того, что непосредственная реализация управления должна обеспечиваться как административно-правовыми (включая экономические) методами, так и методами прямого целенаправленного воздействия на различные компоненты эколого-геологических систем (ЭГС). По мнению авторов, главным в разработке такой стратегии управления применительно к какому-либо конкретному объекту (территории, эколого-геологической системе и пр.) должен стать такой основной документ, регламентирующий все вопросы обоснования, создания и эксплуатации системы инженерно-экологической защиты соответствующей территории, как «Комплексная схема инженерно-экологической защиты территории». Под такой схемой понимается обоснованная совокупность единых защитных инженерных сооружений и мероприятий, направленных на обеспечение экологической безопасности данной территории.
Упомянутый документ в зависимости от состояния освоенности (техногенной нарушенности) территории может выступать в двух формах: (1) в виде собственно «Комплексной схемы инженерно-экологической защиты территории» для осваиваемых новых территорий; (2) в виде «Комплексной схемы экологического восстановления техногенно нарушенной территории» для техногенно нарушенных территорий. Вторая форма — основной документ, в котором обосновывается весь объем необходимых мероприятий для соответствующей территории с целью ее экологической реабилитации и восстановления. Наряду с «Комплексной схемой инженерной защиты территории», традиционно разрабатываемой в инженерной геологии и имеющей к настоящему времени значительное теоретическое и методическое обеспечение, он представляет собой программу действий и основу геологического обоснования управления эколого-геологическими системами. У этих документов много общего, однако разные цели, объекты, методы и пр. Тем не менее они должны быть взаимно увязаны друг с другом.
Главными и обязательными в «Комплексной схеме экологического восстановления техногенно нарушенной территории» должны быть следующие разделы:
- эколого-геологическая оценка современного состояния нарушенной территории с выявлением основных источников неблагоприятного и опасного техногенного воздействия на экосистему и цели управления;
- обоснование объекта, механизма и субъекта управления;
- разработка и обоснование рационального комплекса методов экологического восстановления нарушенной территории (реабилитации ее экосистем).
Первый раздел (по сути, вспомогательный) реализуется путем проведения полевых и камеральных исследований на территории изучаемой местности по специальной программе или в рамках «Оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС)». Его конечное назначение — выявить и обозначить ключевые элементы (причины, источники), обусловливающие неблагоприятное, опасное или катастрофическое состояние обследуемой эколого-геологической системы. Логическим следствием здесь является формулирование конкретной цели управления на данной территории.
Второй раздел составляется для реализации поставленной цели и представляет собой геологическое обоснование конкретной стратегии действий по управлению анализируемой эколого-геологической системой в цепи: «субъект управления —► механизм управления —► объект управления».
Третий раздел, являющийся одним из ключевых, конкретизирует намеченную программу действий. Его непосредственная реализация опирается на прямые и косвенные методы управления.
К прямым методам управления относятся:
- методы непосредственного воздействия на геологическую среду (технической мелиорации фунтов; очистки грунтов, поверхностных и подземных вод от токсикантов; инженерной защиты территорий; агро-, фито-, гидромелиорации; рекультивации и др.);
- методы воздействия на технические объекты ЭГС (регулирования режима работы технических систем и др.);
- методы воздействия на биотические компоненты ЭГС (регулирования биоразнообразия; восстановления (компенсации) биоценозов; санитарно-гигиенические и др.).
Реализация этих методов должна строиться не разрозненно, а системно, и должна органично включать в себя комплексную схему инженерной защиты территории и организацию на ней эколого-геологического мониторинга как одного из методов управления ЭГС.
Косвенные методы управления опираются на вышеотмеченные административно-правовые (стандарты, нормативы, регламенты, ОВОС, экологическую экспертизу, экологический аудит, страхование, сертификацию, лицензирование, паспортизацию, запреты) и экономические (штрафы и пр.) механизмы регулирования природоохранной деятельности в области рационального недропользования и использования других природных ресурсов.
Обоснование рационального взаимодействия прямых и косвенных методов управления ЭГС является залогом успеха и эффективности разрабатываемой «Комплексной схемы...». И хотя стоимость реализации подобных схем может быть весьма значительной, они не должны финансироваться по остаточному принципу. Поэтому одними из требований, предъявляемых к ним, должны стать минимизация затрат и их экономическая эффективность. В этой связи важная роль должна принадлежать экологическому аудиту, направленному на объективную оценку экологического ущерба на соответствующей техногенно нарушенной территории и стоимости восстановительных работ.
Проведенный анализ позволяет заключить, что в настоящее время роль и место традиционной инженерной защиты территорий, зданий и сооружений в общей системе обеспечения безопасности населения видоизменяются:
- инженерная защита территорий, зданий и сооружений меняет антропоцентрическую направленность на биоцентрическую;
- инженерная защита территорий, зданий и сооружений является подсистемой более общей системы инженерно-экологической защиты;
- в систему инженерно-экологической защиты наряду с подсистемой инженерной защиты территорий, зданий и сооружений входит подсистема инженерной защиты экосистем;
- система инженерно-экологической защиты рассматривается как механизм управления состоянием среды экосистем.
Профессор В.Т. Трофимов
Профессор В.А. Королев