Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы решения водозащитных задач в системе государственного управления водной сферой
1.1. Система управления водным хозяйством 17
1.2. Зарубежный опыт решения водохозяйственных проблем 23
1.3. Обеспечение безопасности в регионах страны 37
1.4. Негативные воздействия вод 44
1.5. Переработка берегов водных объектов 49
1.6. Особенности функционирования гидроузлов Волжско-Камского каскада Выводы 76
Глава 2. Анализ негативного воздействия вод на прибрежные территории
2.1. Классификация процессов линейной эрозии берегов 78
2.2. Регулирование стока водных объектов 83
2.3. Проявление опасных экзогенных процессов 94
2.4. Влияние ледового режима на сохранность береговых массивов 98
2.5. Влияние объектов гидроэнергетики 105
2.6. Негативные воздействия от водного транспорта 118
2.7. Мониторинг водных объектов 123
2.8. Прогнозирование процессов трансформации экосистем 136
2.9. Управление рисками при решении водоохранных задач 145
Выводы 149
Глава 3. Превентивные меры защиты от негативного воздействия вод
3.1. Виды водозащитных мероприятий 150
3.2. Особенности конструктивных решений и технологии берегоукрепления
3.3. Внедрение инновационных решений водозащитных мероприятий
3.4. Повышение надежности эксплуатации сооружений инженерной защиты
3.5. Выбор наилучших вариантов проектных решений
Выводы 280
Глава 4. Управление мерами экологической безопасности и природообустройство прибрежных территорий
4.1. Повышение степени защиты среды обитания человека 181
4.2. Повышение рекреационного потенциала прибрежных территорий
4.3. Сохранение культурно-исторического потенциала 198
4.4. Защита территорий производственных объектов 205
4.5. Повышение адаптационного потенциала территорий к изменению климата
4.6. Управление качеством прибрежных урбанизированных территорий
4.7. Нормирование процессов переработки берегов 246
Выводы 251
Глава 5. Управление реализацией эколого-ориентированных водозащитных программ
5.1. Приоритеты инвестирования водоохранных проектов 253
5.2. Программы водозащитного характера федерального уровня 261
5.3. Региональные и муниципальные программы 281
5.4. Совершенствование существующих методологических подходов по обоснованию водозащитных мероприятий
5.5. Анализ существующих методологических подходов по обоснованию водозащитных подходов
5.6. Анализ жизненного цикла инвестиционного проекта берегоукрепления
5.7. Совершенствование методологии оценки экосистем прибрежных территорий
Выводы 336
Глава 6. Привлечение внебюджетных источников финансирования водозащитных мер
6.1. Общий подход к инвестированию сооружений инженерной защиты территорий и объектов
6.2. Государственно-частное партнерство в решении берегозащитных задач
6.3. Страхование от вредного воздействия вод 354
6.4. Воссоздание экологических фондов 361
6.5. Регламентация застройки прибрежных территорий 363
Выводы 369
Заключение 370
Основные выводы и алгоритм комплексного управления 373
водозащитными мероприятиями
Литература
- Зарубежный опыт решения водохозяйственных проблем
- Влияние ледового режима на сохранность береговых массивов
- Внедрение инновационных решений водозащитных мероприятий
- Защита территорий производственных объектов
Зарубежный опыт решения водохозяйственных проблем
Так, значительный урон состоянию берегов могут наносить зажорные и заторные ледяные явления. Вызывая высокие подъемы уровня, перераспределение расходов и мощные волны с большой массой льда, они негативно воздействуют на откосы, а при прорыве заторов – наносят ощутимый ущерб прибрежным территориям в результате гидродинамических воздействий. Степень негативного влияния этого процесса на состояние береговых массивов зависит от величины расхода воды а, следовательно – скорости водного потока.
Мощность скопления льда на заторном участке реки может статьи причиной чрезвычайных последствий для береговых экосистем. Может происходить "стаскивание" дернового покрытия склонов, являющегося естественной защитой берега от эрозии (водной, ветровой и т.д.).
Берегоукрепительные сооружения должны обеспечить механическую безопасность, как состояния строительных конструкций и основания здания или сооружения, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни и здоровью граждан, имуществу физических и юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, вследствие разрушения или потери устойчивости здания, сооружения или их части. Надежность возводимых объектов должна базироваться на полном учете всех негативных факторов и происходящих процессов в прибрежной полосе в различных температурных условиях.
Ледовые нагрузки имеют случайный характер и особенности цикличности, но конструктивные решения сооружений инженерной защиты берегов это должны учитывать. Так интенсивное образование внутриводного льда как одного из видов гидроледотермического процесса ведет к примерзанию к металлу шпунта Ларсена, из которого делаются защитные стенки. Лед прочно удерживается на поверхности сооружения изменяя гидродинамические характери 101 стики потока, создавая дополнительные нагрузки и деформации, инициируя нештатные эксплуатационные ситуации.
Характер взаимодействия льда с берегоукрепительными сооружениями в период подвижек ледяного поля определяется конструктивным решением возведенного объекта, гидравлическими усилиями, толщиной и прочностью льда. Сами защитные стенки должны быть рассчитаны на удары отдельно плывущих льдин, воздействия заторных ледяных масс, давление сплошного ледяного поля при термическом расширении, навал ледяного поля на конструкции берегозащиты под влиянием ветра и течений. Элементы сооружений должны сопротивляться нагрузкам, возникающим при трении льдин о конструкции, от примерзшего к сооружениям ледяного покрова при колебаниях уровней в результате попусков гидроузлов и т.д.
При нарастании толщины ледяного покрова и уменьшении живого сечения русла, снижения его пропускной способности конструкции берегозащиты должны сопротивляться подводному потоку, становящегося напорным.
Объекты берегозащиты должны противостоять различным нагрузкам в виде прилагаемой механической силы и определяющей их напряженно-деформированное состояние, не допускающее предельного состояния конструкций сооружения. Последние должны рассчитываться с учетом комплекса возможных условий и требований к строительным конструкциям и их частям. Расчеты берегозащиты должны учитывать реологические свойства материалов, проявляющихся в необратимых остаточных деформациях, текучести или ползучести под влиянием различных нагрузок и усталостные явления в материалах под длительным действием циклических напряжений. Природные условия, в которых возводятся и эксплуатируются берегозащитные сооружения отличаются специфическими по составу и состоянию грунтов, а также риском возникновения различных опасных природных явлений (включая резкую смену температур) и техногенных воздействий.
Изменение гидродинамического режима рек в результате зарегулирования стока ведет к развитию русловых деформаций, изменению интенсивности аккумулятивных процессов, в том числе и под воздействием "ледовых" факторов.
Постоянная смена уровней нижнего бьефа ведет к периодическому намоканию пород, слагающих берега. Их промерзание ведет к увеличению прочности породы, поскольку лед служит своеобразным связующим и породообразующим минералом. Однако при оттаивании порового льда связи разрушаются и возникают дополнительные деформации береговых склонов.
Интенсивность берегоразрушительных процессов зависит не только от параметров водного объекта (в том числе формы изменяемых по длине поперечных сечений), но и продолжительности попусков гидроузла, предопределяющих характер образующихся наносов. Изменяется соответственно и характер взаимодействия ледяных полей с берегами и сооружениями.
Динамика деформации русла, вызванного разрушительным действием волны попуска зависят от его интенсивности и продолжительности. Это в свою очередь влияет на характер разрушения ледяного покрова, примерзшего к берегам, скорость заполнения русла отколовшимися льдинами, их «подны-ривания» или торошения, динамического влияния на береговые склоны.
Геодинамическая обстановка определяется большим набором процес-соформирующих факторов природного и техногенного характера и их сложными взаимодействиями. В различные стадии жизненного цикла строительного проекта самих берегоукрепительных сооружений и защищаемых объектов на прибрежной территории могут существенно изменяться как природное напряженно-деформируемое состояние берегового породного массива, так и присущие ему инженерно-геологические, гидрологические условия, вследствие чего возможна активизация опасных инженерно-геологических процессов.
Влияние ледового режима на сохранность береговых массивов
Применение новых, прогрессивных технологий направлено на безопасность и долговечность конструктивных решений, а также на минимизирование расходов на последующие ремонты и содержание построенных сооружений в течение всего расчетного срока эксплуатации.
Одним из таких прогрессивным конструктивным решением для отечественного строительства, является использование габионных конструкций [223].
Габионные гравитационные конструкции применяются как метод укрепления берегов рек и водоемов, склонов, откосов конструкциями из природного камня, оправленными в крупноячеистую качественно оцинкованную или имеющую покрытие из поливинилхлоридных смол сетку двойного кручения.
Аккумулируя на себя частички грунта, эти сооружения приобретают со временем еще большую прочность и становятся частью природного ландшафта.
Применение габионнных конструкций обусловлено их следующими достоинствами:
во-первых, "экологичностыо". При применении габионных конструкций осуществляется стабилизация эрозионных почвенных процессов, воссоздается природный ландшафт и обеспечивается механическая очистка поверхностных стоков. На габионных конструкциях возможна высадка растительности, деревьев и кустарников, что дает возможность сооружению со временем не только идеально слиться с окружающей средой, но и значительно облагородить природный ландшафт;
во-вторых, конструкционными свойствами габионных конструкций, их прочностью и гибкостью, проницаемостью и простотой конструкции. Оцинкованная стальная сетка двойного кручения, которой армированы габионные сооружения, позволяет противостоять внешним нагрузкам без разрыва. Габионные конструкции выдерживают нагрузки и поглощают возможные осадки грунта без саморазрушения. Это качество является особенно важным в условиях нестабильных грунтов, а также в зонах, где водотоки могут подмывать грунт. Высокая проницаемость габионных конструкций исключает возможность возникновения гидростатических нагрузок. Дренажность и устойчивость делает конструкции из габионов идеальными для защиты откосов водных объектов;
в-третьих, значительной экономической эффективностью. Она достигается за счет минимальных затрат на подготовительные работы, небольших объемов работ по подготовке основания сооружения, при этом достаточно простое выравнивание поверхности, простоты выполнения работ, не требующей высококвалифицированной рабочей силы, возможности выполнения многих операций вручную в стесненных условиях, отсутствия необходимости создания дополнительных дренажных систем при строительстве и малых затратах на эксплуатацию;
в-четвертых, габионные сооружения имеют практически неограниченный срок эксплуатации. В этом их значительное преимущество перед аналогичными сооружениями из монолитного или сборного железобетона. Эффективность габионных конструкций не уменьшается, а увеличивается с годами, так как со временем происходит уплотнение наносов и грунта в пустотах габионов и начинается рост растительности.
Металлическая сетка при механических повреждениях отдельных проволочек не расплетается за счет двойной скрутки в узлах и имеет фиксированную плоскую поверхность, что позволяет придавать конструкциям необходимые очертания, устойчива к истиранию и воспринимает значительные нагрузки без повреждения, поскольку нагрузки через двойную скрутку равномерно распределяются по всей площади. Проволока для сетки имеет значительный предел прочности. Большая плотность цинкового покрытия положительно сказывается па продолжительности эксплуатации габионов. В случае применения габионных сооружений в особо коррозионных средах при строительстве сооружений используется сетки с покрытием из поливинилхлоридных смол.
Затраты на эксплуатацию габионных сооружений в десятки раз ниже затрат на эксплуатацию функционально аналогичных конструкций и со временем еще более уменьшаются, т.к. появление растительности позволяет сооружению идеально вписаться в природный ландшафт прибрежной полосы.
Значительная экономия достигается за счет отсутствия необходимости строительства дополнительных дренажных систем в связи с естественной дре-нируемостью габионных сооружений.
Обеспечивается значительная экономия за счет сокращения объемов земляных работ по сравнению с традиционными технологиями, минимизации затрат па подготовительные работы, т.к. при подготовке основания сооружения из габионов достаточно простое выравнивание поверхности.
Использование габионных конструкции обеспечивает возможность производства работ в стесненных условиях, когда невозможно использование тяжелой строительной техники.
В эколого-инженерных проектах берегозащиты в качестве приоритетных направлений должны применяться наиболее экологичные конструктивно-технологические решения, как более полно отвечающие природоохранным целям и концепции хозяйственно-рекреационного использования береговых территорий [37].
Наиболее экологичны конструкции берегозащиты из железобетонного и металлического шпунта, каменно-щебеночных набросок с профилем, самоподстраивающимся к внешнему воздействию – течениям, волнам, колебаниям уровня, ледовому режиму и т.п.
Для совершенствования конструктивно-технологических решений использования и внедрения новых природоохранных технологий, мероприятий и материалов, обеспечивающих увеличение прочности и долговечности берегозащитных сооружений в практике строительства используются новые разработки.
Внедрение инновационных решений водозащитных мероприятий
При этом важными остаются критерии направлений инновационной деятельности и системы идентификации субъектов такой деятельности. Считается, что "инновация" – конечный результат инновационной деятельности, получивший реализацию в виде нового, усовершенствованного продукта, или технологического процесса, используемых в практической деятельности. Государство заинтересовано в формировании благоприятных налоговых условий для инновационной деятельности и это может осуществляться в форме предоставления льгот по уплате налогов, как одной из стимулирующих мер, направленных на повышение инновационной активности инвесторов.
К конкретным таким мерам могут быть отнесено предлагаемое уменьшение базы по налогу на прибыль, применение специальных коэффициентов по амортизации основных средств, освобождение от НДС конкретных операций по внедрению "ноу-хау", НИОКР по совершенствованию технологий (в т. ч. и природоохранных), организационных методов, предоставление инвестиционных налоговых кредитов. Последний обычно применяется при защите окружающей среды, выполнения работ и оказания услуг в этой сфере.
Стимулирующая функция данных мер заключается не в льготировании процесса осуществления водозащитной деятельности хозяйствующим субъектам, инвестором, а достижение конкретного результата в жизненно важной сфере, включая природоохранную.
В ходе проведения мониторинга эффективности применения налоговых преференций, может быть проанализировано достижение конкретных резуль 351 татов, соответствующих критериям направлений инновационной природоохранной деятельности. После этого можно делать выводы об обоснованности применения налоговых льгот и эффективности их реализации на практике, в том числе и в водоохранном строительстве.
А это в свою очередь может предопределить развитие частной инициативы в жизненно важных сферах общественной жизни, в том числе и в формировании природоохранной инфраструктуры для улучшения среды обитания населения, повышения степени ее безопасности от водной стихии.
Тем самым будет обеспечена сбалансированность интереса бизнеса и власти при прозрачности процедур реализации водозащитных проектов.
Многие органы государственного управления не участвуют вовсе или участвуют в ограниченных объемах в программах инновационного развития, в том числе и реализуемых в рамках ГЧП. В числе них находятся Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, а также Федеральное агентство водных ресурсов.
Оба эти федеральных ведомства явлются основными участниками Федеральной целевой программы "Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации на 2012–2020 годы", в рамках которой предполагается направление значительных ассигнований из федерального бюджета (291 млрд руб. из общего объема – 523 млрд руб.).
Росводресурсы, осуществляя полномочия по территориальному перераспределению стока поверхностных вод, должны осуществлять дорогостоящие мероприятия по охране водных объектов и принимать масштабные меры по защите населения, ликвидации и предотвращению негативного воздействия вод. При этом достижение поставленных грандиозных целей может быть достигнуто при использовании частных инвестиций, создании комфортных условий для предпринимательской деятельности и инновационной активности. Это может быть достигнуто в рамках государственно-частного партнерства в строительстве водоохранных объектов.
В условиях недостаточного финансирования данных превентивных мероприятий применение ГЧП и его широкое внедрение в реализацию задач, поставленных ФЦП, будет способствовать ее успешному осуществлению. Значительное увеличение показателей защиты населения от вредного воздействия вод (и разрушения берегов в том числе) требует принятия дополнительных усилий со стороны государства и поиска конкретных нетрадиционных методов привлечения финансовых ресурсов для решения этой важной проблемы.
Допуская частную собственность на ограниченный круг водных объектов, государство может привлекать частные инвестиции на основе преимущественно договорного пользования государственными по форме собственности водными объектами. Закладывается основа для того, чтобы государство и частный бизнес, как подобает партнерам, создавали и развивали необходимую инфраструктуру, обеспечивая экологически и социально ответственное использование водных объектов и прибрежных территорий.
Заключение договора водопользования и оформление разрешения на пользование водным объектом не требуется, поскольку инвестор осуществляет меры по предотвращению чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий, а также в целях охраны окружающей среды.
Возводимые гидротехнические сооружения (ГТС) главной целью имеют защиту водных и предотвращение вредного воздействия вод, исходя из основного положения, что "охрана водных объектов – это система мероприятий, направленных на сохранение и восстановление водоемов и водотоков" [484].
ГТС могут рассматриваться как сложные имущественные комплексы, куда входят и искусственно созданные прибрежные земельные участки. Система водных объектов служит хорошей основой для создания зеленой зоны города, садово-паркового комплекса, лесопаркового защитного пояса.
Муниципальные образования заинтересованы в нормальном состоянии водных объектов, их экологическом оздоровлении. Целесообразно формирование сети территорий, благоприятных для рекреации и благотворного оздо 353 ровления городской среды. Создание зеленых зон вдоль водных объектов может предусматривать комплекс мероприятий по восстановлению городских ландшафтов.
Данные меры полностью соответствуют целям, провозглашенным Водной стратегией РФ, утвержденной Правительством 27.08.09 распоряжением № 1235-р, а именно: – совершенствование существующих и создание новых организационных механизмов в водном хозяйстве; – совершенствование экономических методов и механизмов рационального водопользования; – повышение обоснованности принятия решений при комплексном управлении на основе знаний об экологических последствиях их реализации.
Водная стратегия должна способствовать сбалансированному социально-экономическому развитию территорий и реализации конституционных прав граждан на благоприятную окружающую среду. Государственно-частное партнерство в водоохранной сфере создает для этого необходимые возможности по повышению интенсивности и эффективности инновационной деятельности.
Защита территорий производственных объектов
Для страхового рынка характерно появление в настоящее время множества страховых компаний, предлагающих широкий спектр разнообразных видов страхования, выплаты страхового возмещения и т.д. Страхование становится одним из важных элементов системы рыночных отношений с выполнением специфических функций в экономике. Предоставление страховой защиты при наступлении неблагоприятных событий должно быть основано на системе специальных экономических отношений в существующем правовом поле.
В нашей стране страхование в соответствии с законом "О защите населения от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" должно осуществляться как по обязательной, так и по добровольной системе. Это происходит независимо от вероятности проявления негативного воздействия вод на конкретной территории. Страхующий платит за страховой полис в зависимости от стоимости матценностей и условную вероятность риска от всех возможных ЧС.
Подобная система, приемлемая при обязательном страховании вряд ли будет выгодной для страхующихся в добровольном порядке, поскольку риск негативных последствий от вредного воздействия вод далеко не одинаков не только на конкретных территориях, но и вблизи различных участков прибрежных зон. Это подтверждает необходимость страхования по отдельным видам чрезвычайных ситуаций.
Поскольку происходит интенсивное освоение прибрежных территорий с возведением различных объектов, необходима реализация надежных, долговечных защитных сооружений, препятствующих негативному воздействию вод и сохраняющих дефицитные прибрежные территории. Осуществлением превентивных мер некапитального характера может давать краткосрочный результат и будет требовать новых инвестиционных вложений, как на восстановление, так и эксплуатацию временных сооружений.
Страхование от вредного воздействия вод может способствовать финансированию комплексных мероприятий по защите территорий, гарантирующих соблюдение имущественных интересов при реализации установленного режима землепользования.
В зависимости от вероятности наступления страховых событий могут дифференцироваться тарифы, что в свою очередь может сдерживать концентрацию застройки и другого освоения прибрежных территорий в зонах повышенного риска.
При участии государства может быть создан специальный страховой фонд защиты от вредного воздействия вод (и в том числе от переработки берегов), главной целью которого было бы регулирование хозяйственного освоения прибрежных территорий и административно-правовых отношений в зонах повышенного риска от вредного воздействия вод.
Как показывает зарубежный опыт, экономические, правовые и административные механизмы наряду со страхованием дают большой эффект в снижении ущерба от вредного воздействия вод. Система страхования совместно со строительством капитальных защитных сооружений становится одним из регуляторов при управлении критическими ситуациями. Может также создаваться резервный капитал для ликвидации последствий и оказания помощи пострадавшим. Не случайно система страхования от таких ЧС получила широкое распространение во всем мире.
В США закон о страховании от наводнений был принят еще в 1956 году, а в 1968 г. была утверждена Национальная программа от вредного воздействия вод, которая финансировалась правительством. Контроль осуществляется Федеральным агентством по управлению чрезвычайными ситуациями. Закон установил, что штаты страны и местные общины могут получать помощь от государства только в случаях участия в федеральной программе по страхованию от вредного воздействия вод и принятия соответствующих общенациональным стандартам эффективных защитных мер [319].
Шкала страховых взносов, применяемых в различных районах, устанавливается на основе специальных карт рисков. Это способствует рациональному землепользованию и ограничению использования территорий, подверженных вредному воздействию вод, выносу за пределы опасных зон различных объектов, своевременной реализации превентивных мер и снижению ущербов.
При выдаче страховых полисов, страховые компании берут на себя финансовые обязательства по компенсации потерь, связанных с последствиями негативного воздействия вод. При крупных тратах данные компании могут использовать финансовые возможности международных партнеров, и которыми заключаются договора перестрахования. Такая деятельность совпадает с интересами государства по повышению безопасности людей и оказании им своевременной помощи.
За рубежом страхование ответственности за причинение вреда окружающей среде активно применяется по следующим причинам: – отрицательные последствия для ОС от деятельности предприятия имеют значительные масштабы; – растет число участников производственных и торговых отношений; – повышающаяся эффективность технических средств, технологий, инженерных решений и т.д., позволяющих контролировать и предотвращать неблагоприятные последствия производственной деятельности; – заинтересованность правительств стран в том, чтобы возмещение возможного ущерба, нанесенного имущественным интересам пострадавших, происходило с максимальным привлечением средств страховщиков.
Формирование законодательных и других нормативных актов, положенных в основу регулирования ответственности за ущерб, причиняемый окружающей среде, позволило обеспечить страховое покрытие рисков, связанных с негативным воздействием на элементы природной среды.
При этом страховое возмещение выплачивалось только в случаях внезапного и непредвиденного загрязнения окружающей среды и не распространялось на ущерб, нанесенный в результате постоянных, повторяющихся негативных выбросов или сбросов.
Характерными условиями страхования ответственности за вред, причиненный окружающей среде, являются: 1) строгая оценка степени риска; 2) страховое возмещение страхователям предоставляется только по отраслям, где имеется высокая степень риска при условии соблюдения мер по предупреждению убытков и снижению степени риска; 3) дифференциация размеров предоставляемого страхового возмещения в зависимости от вида негативного воздействия на ОС и причин, приведших к нему; 4) исключение из договоров страхования рисков ответственности за ущерб, вызванный постоянными или повторяющимися негативными воздей ствиями на ОС, а также по выбросам и сбросам в пределах нормативов, уста новленных законодательно; 5) исключение из объема обязательств возмещения расходов на превен тивные мероприятия.
Развитие экологического страхования возможно, если на государственном уровне будет создан специальный фонд для финансирования указанных мероприятий, образованный за счет отчислений предприятий, причиняющих вред ОС в зависимости от риска производства. Кроме того, необходимо перестрахование между национальными пулами на основе международных конвенций.
