Глава 1. Состояние вопроса и обоснование предметной области

Оценка состояний сложнейшей природной системы – окружающей среды (ОС), особенно в случае воздействия на нее внешних факторов – весьма сложная задача. Современные подходы к ее решению, к сожалению, не совсем корректны. Признавая многоуровневую структурированность ОС, исследователи, как правило, некорректно трактуют такую категорию, как время. В данной работе предпринимается попытка конкретизировать категории времени с позиций пока еще формирующихся новых представлений о времени и показать путем пространственно-временного моделирования пути более корректного решения данной проблемы.

Используя традиционные методики оценки ущерба, наносимого ОС внешними факторами и, в частности, горнодобывающим производством, учитываются только геометрические (пассивные) свойства времени, физические же (активные) не принимаются в расчет вовсе. Кроме того, допускается, что воздействие на локальном уровне не оказывает влияния на ОС как систему в целом. Известно, что ОС – открытая сложная самоорганизующаяся система, следовательно, она обладает следующими свойствами:

-    чувствительностью к любому воздействию извне;

-    темпоральностью (чувствительностью к изменению темпа хода времени системы).

Следовательно, произвести корректную оценку ОС после воздействия внешних факторов не представляется возможным с помощью существующих методик оценки эколого-экономического ущерба.

В частности, расчет экономического ущерба от антропогенного воздействия проектируемого объекта [112] проводится по годовому экономическому ущербу, наносимому ОС техногенным воздействием, определяемым из выражения:

,

где  - загрязнения атмосферы;  - ущерб от взвешенных веществ, поступающих в водные объекты;  - годовое размещение твердых отходов;  - ущерб от нарушения и загрязнения земельных ресурсов.

 равен сумме выбросов от всех видов работ с применением повышающих коэффициентов (1,4 и 2).

=,

где  - норматив платы за сброс 1 т взвешенных веществ в пределах ПДС; Р – годовая величина предельно допустимого сброса; К_в – коэффициент экологической ситуации (1,14). Также применяется коэффициент учета (2).

 равен произведению количества отходов и норматива платы с применением коэффициента экологической ситуации (1,1), коэффициента размещения отходов (0,3), районного коэффициента (2).

,

где  - показатель удельного экологического ущерба почвам и земельным ресурсам (тыс. руб./га);  - площадь земель, подверженная деградации (га);  - коэффициент природно-хозяйственной значимости почв и земель (для земель лесохозяйственного назначения с учетом показателя бонитета);  - коэффициент индексации базовых нормативов платы.

Общая величина ущерба земельным ресурсам домножается на коэффициент индексации в ценах определенного года.

Расчеты экономического ущерба биологическим ресурсам выполняются специализированными организациями на основании материалов, представленных в настоящем проекте, и входят в состав проектной документации отдельными приложениями.

«Методика предотвращенного ущерба» также учитывает только непосредственное воздействие горного производства на ОС в рамках локального объекта по каждой  компоненте в отдельности, и, кроме того, без учета активных (физических) свойств времени.

Несовершенство традиционных методов учета ущерба привело к необходимости разработки новых, более корректных методик.

Метод биогеохимической индикации, разработанный доктором Т.Н. Нижарадзе [94], предполагающий экспресс-оценку концентрации бактериальной биомассы, основан на чувствительности бактерий к различным типам загрязнения. Он позволяет контролировать вредные влияния различных производств, в том числе и токсичных.

Использование биогеохимического метода связано с отбором образцов по площади исследуемого объекта, проведением биохимических определений и построением карт пространственного распределения показателей. Отрицательные аномалии будут свидетельствовать о токсичности загрязнения и позволят регистрировать реакцию на загрязнение естественной биоты реального объекта, что позволяет отказаться от проведения массовых дорогостоящих исследований, ограничившись пределами выделенных аномалий.

Данный метод применяется при оценке экологического состояния в районах крупных промышленных и горнодобывающих предприятий. Однако он совсем не учитывает влияние локального воздействия на разные уровни системы и, собственно, физических свойств времени.

Наиболее достоверными из новейших способов представляются методы интеллектуальных информационных систем, в частности, метод гибридной интеллектуальной тестовой распознающей системы, предложенный Янковской А.Е. [156], предполагающий применение смешанных диагностических тестов, позволяющих выявить различного рода закономерности в работе системы; метод, предложенный Д. Корчагиным [1], начальником бюро мониторинга Дирекции по промэкологии Новолипецкого металлургического комбината, основанный на построении пространственных моделей расчетного мониторинга загрязнения атмосферы. Метод предусматривает комплексный анализ загрязнения атмосферного воздуха с использованием расчетного мониторинга и измерений на стационарных постах ЦГМС, что позволяет оценить и проанализировать количество определенного компонента в атмосфере в привязке к источникам загрязнения и фактическим метеопараметрам.

И все же, методы ГИС-технологий при исследовании воздействий на ОС также не учитывают  системные свойства времени. Наиболее близка к тематике исследования фрактальная теория пространственно-временных размерностей, сформулированная Ф.Н. Рянским [121], предлагающая кроме «длины, площади, объема и массы основным показателем размерности геосистем считать время», учитывающая размер области поражения и, соответственно, влияние таковой на увеличивающийся размер пространства.

Причем время у него оценивается возрастом, исчисляемым от той временной ступени, на которой между компонентами системы начали устанавливаться связи, подобные действующим в настоящее время. Переход с одной временной ступени на другую будет означать их эволюцию. Но, к сожалению, и его теория  не принимает во внимание активные свойства времени.

Очевидно, возникла необходимость глубокого анализа такой категории как время с позиций новых, формирующихся представлений, основанных на теории времени астрофизика Н.А. Козырева [62, 63, 64, 67, 68, 69]. Следуя данной теории и учитывая структурированность ОС и адекватную ей структурированность времени, можно констатировать, что внешние воздействия на ОС окажут влияние на все уровни системы, но в разной степени. Именно выявление степени воздействия горного производства на ОС и представлялось целью настоящего исследования на примере отработки золотоносных россыпей Бодайбинской провинции, являющейся одной из наиболее старых провинций, расположенных  на территории Иркутской области.

Достоверный учет влияния воздействия горного производства на природную систему в зависимости от иерархии уровней возможен только с учетом изменений темпа хода времени системы и его плотности в границах отдельных уровней.

Следовательно, просто необходимо изучение такой категории как время, исследование функционирования ОС в естественных условиях и под воздействием внешних факторов, в частности, под воздействием работы горнодобывающих предприятий. И уже на основе полученных данных построение адекватной пространственно-временной модели оценки эколого-экономического ущерба, наносимого ОС горной промышленностью.

Так как время является не только длительностью - продолжительностью, но и движением структурированного пространства, пространство же в свою очередь является иерархией времен разных уровней, требуется исследование такой категории как время с учетом его физических (активных) свойств, учитываемых при построении модели.