Среду в российской федерации

В нашей стране прогнозные работы по предсказанию последствий

осуществления проектов были начаты еще в 20-е годы в связи с реализацией плана ГОЭРЛО (тогда, например, группа учёных обследовала район будущей Волховской ГЭС и дала заключение о возможных последствиях еёсооружения). С тех пор сделано очень многое в направлении совершенствования методов прогнозирования различных эффектов - гидрогеологических, гидрологических, метеорологических; геоботанических и др. Созданы специальные службы и структуры, ответственные за контроль над состоянием окружающей среды. Согласно специальным постановлениям все проекты строительства новых объектов в обязательном порядке должны иметь экологическое обоснование, для промышленных предприятий определены нормы предельно допустимых выбросов и сбросов.

В качестве примера осуществления задачи ОВОС может быть рассмотрена процедура принятия решения о строительстве магистрального газопровода. Выбор наилучшего экологического решения может быть осуществлен методом многокритериальной оптимизации, целью которой являются максимум значений показателей степени достижения целей, максимум приоритета варианта и минимум затрат ресурсов. Для упорядочения вариантов и определения наилучшего применены различные принципы группового выбора по разным критериям.

Особенностью техногенного воздействия трассы трубопровода на природную среду является многофакторный характер влияния производственных процессов и объектов (траншея и собственно газопровод, насосные и компрессорные станции, линии связи и подъездные дороги, производственные и жилые постройки и т.д.). При решении конкретизированных экологических задач рассматриваются альтернативные варианты (например, строительство насыпной дороги или зимника, охранные сооружения на водных переходах или новая конструкция подводного трубопровода и т.д.). При строительстве трубопровода необходимо учесть значительное количество экологических и экономических факторов: важность отчуждаемых территорий и ценность земельного отвода; объём хранимого продукта; загрязнение атмосферы (она учитывается над всей площадью газохранилища на высоту до 100 м); нарушение ландшафтов; горно-геологические условия хранения резерва природного газа (с учетом капитальных вложений на строительство хранилищ); природно-климатические условия зон, пересекаемых газопроводом; влияние на флору и фауну и многое другое.

При практическом решении поставленной задачи оптимальной трассировки газопровода требуется следующая технико-экономическая информация:

1) специальные инженерно-строительные природоохранные карты на топографической основе;

2) величины материальных затрат при прокладке линейной части трубопровода в различных условиях местности;

3) величины материальных затрат на выполнение природоохранных мероприятий при строительстве и эксплуатации;

4) характеристика надёжности линейной части проектируемого трубопровода;

5) характеристика экологической агрессивности продукта, перекачиваемого по трубопроводу.

Каждый вариант предлагаемого решения по участку трассы можно характеризовать двумя группами параметров: технико-экономическими и экологическими. В первом случае используют характеристику, стоимость возведения магистрали в заданном варианте (с учётом стоимости линейной и стационарной частей газопровода и затрат на восстановление притрассовых площадей). Основным экологическим параметром варианта развития газовой магистрали можно считать хозяйственную ценность земельных участков, отводимых под трубопровод. Существенное затруднение по количественному представлению ценности земельного отвода можно преодолеть, измеряя свойства альтернативных участков земли в порядковой шкале рангов. Например, чем больше рента, тем выше ранг (наивысший ранг - единица).

Вторая задача - эколого-экономическое обоснование трассы магистрального трубопровода (с учетом всех альтернативных вариантов) решается на базе ЭВМ с использованием квадратных матриц парных сравнений и реализации дробного факторного эксперимента (табл. 1). Как следует из таблицы альтернативных вариантов трассы трубопровода, наиболее эффективными являются варианты 1-5; 9; 12-15. С целью определения оптимальных вариантов трассы из найденных эффективных необходимо использовать дополнительную информацию. В качестве первого уточнения однозначности выбора оптимального решения целесообразно найти обобщённую ранжировку эффективных вариантов по принципу простого большинства голосов. Алгоритм вычислений предусматривает несколько этапов, дифференцированных по важности признаков и реализованных на ЭВМ. Если значения показателей затрат и экологичности задать одинаковыми, то наилучшими будут варианты 12 и 15 (табл. 1). Из них предпочтение следует отдать 12 варианту. Хотя этот вариант трассы магистрального трубопровода несколько дороже, чем, например, девятый вариант, но превышает его по показателю учета требований охраны окружающей среды (табл. 1, графа 4).

В обеспечении стабильности подачи потребителю природного газа существенное значение имеет резервирование сырья на базе хранилищ. Объём резерва при трубопроводном транспорте может определяться прямой пропорцией от его конечного потребления. В качестве хранилищ используются как подземные выработки, так и подземные ёмкости, располагаемые на территории горнодобывающего региона, вдоль трассы и вблизи потребителя.

Применительно к магистральному газопроводу рассмотрена экономико-математическая модель задачи размещения резервных ёмкостей с целевыми функциями минимума приведённых затрат на сооружение и эксплуатацию хранилищ с учётом ущерба от возможных потерь и минимума отчуждаемой территории, а также её хозяйственной значимости. Указанная задача оптимизации размещения резервов природного газа может быть решена методами линейного программирования с использованием пакета прикладных программ на базе ЭВМ. Основная проблема оптимального решения этой задачи - нахождение эффективной стратегии его поиска, которая должна обеспечивать наискорейшее выделение множества недоминируемых вариантов решений (из множества всех допустимых альтернатив) и определение среди них оптимальных путей многокритериального выбора с использованием человеко-машинных процедур (диалог с компьютером).

Множество недоминируемых решений можно определять следующим образом: вначале провести экологическую оптимизацию и получить множество вариантов решений, затем рассчитать экономически оптимальные. В задаче экологического обоснования магистральной системы подачи природного газа сначала рассчитали варианты решений по экономико-математическим моделям, имеющим одинаковую целевую функцию, по отличающимся значениями верхних и нижних границ условий (лимитов капитальных вложений, объёмов резервирования, величин ПДВ и др.). Затем сделали аналогичные расчеты по модели с альтернативной целевой функцией.

Используя обе целевые функции, получили множество альтернатив развития и размещения резервов рассматриваемого ресурса. Определение оптимального варианта проводится с помощью индивидуального или группового выбора по системе показателей.

Магистраль разбивается на ряд участков (А, Б, В, Г, Д и т.д., согласующихся с пересекаемыми природно-климатическими зонами, которые отличаются по экономическим параметрам и уровню развития (инфраструктура, индустриализация, демографическая ситуация и т.п.). Анализ горно-геологических условий способствует выбору типа и способа создания подводных или подземных (ледогрунтовых, шахтных, в соляных отложениях, пористых структурах) ёмкостей.

Вначале проводится расчёт всего множества допустимых вариантов резервирования ресурса на основе целевой функции минимума приведённых затрат на сооружение ёмкостей, хранение продукта и т.п. В дальнейшем в расчёт включаются варианты создания и размещения хранилищ, исходя из других целевых функций: минимум отчуждаемых территорий с учётом хозяйственной ценности их земель, минимум потерь природного газа при хранении (в процессе резервирования), минимум разовой концентрации "выброшенного" природного газа при расходовании резервов. Каждый из этих вариантов может характеризоваться экономическими последствиями (приведенные затраты, капитальные вложения, потери газа, объём его резервирования) и экологическими показателями (отчуждаемой площадью и разовой концентрацией). Технические характеристики каждого из вариантов (табл. 2-5) позволяют качественно оценить надежность подачи газа.

Чем больший запас газа зарезервирован в хранилищах, чем более равномерно они расположены по регионам и чем большая часть запаса соответствует экологическим требованиям, тем более надёжен вариант.

Полученное в результате рассмотренного вычислительного эксперимента множество допустимых альтернатив, каждая из которых локально оптимизирована, позволяет приступить к комплексному обоснованию эффективных вариантов создания и размещения резервов газа по магистрали. При этом используются методы многокритериального выбора в сочетании с экспертными оценками. В соответствии с изложенными выше методическими положениями по эколого-экономическому обоснованию, опираясь на рекомендации теории принятия решений, анализируется каждый из учитываемых признаков выбора. Предварительно следует определить функцию предпочтения по каждому признаку.

Далее выбираются оптимальные альтернативы в целом по экологическим и экономическим показателям и характеристикам надёжности с использованием принципов группового, компромиссного согласования и простого большинства голосов (ПБГ) с учетом важности учитываемых признаков выбора.

Анализ полученных результатов показывает, что по экологическим показателям эффективными являются альтернативы У23, У21, У25, У18, У20. По простому большинству голосов они группируются следующим образом: У23 > У20 > У25 > У18 > У21. Для экономических показателей возможны альтернативы У10, У11, У20, УЗЗ либо У11, У10, У20, У12, УЗЗ. По показателям надёжности газообеспечения ранжировка альтернатив более корректна. Итоговые результаты анализа по основным характеристикам возможных вариантов создания и размещения резервов природного газа сведены в табл. 6.

На заключительном этапе обоснования решений построена итоговая ранжировка альтернатив по эколого-экономическим показателям и характеристикам надежности У1, У2, УЗ, У4, У5, У8, У20, У31, УЗЗ. Для преодоления его существенной неопределенности использован более жесткий принцип группового согласования методом суммы рангов. Окончательное упорядочение оптимальных альтернатив проекта имеет следующий вид:

У20 > УЗЗ > У31 > У8 > У4 > У5 > У1 > У2 > УЗ. Таким образом, в качестве оптимального решения о создании и размещении резервов природного газа можно рекомендовать вариант У20. По этому варианту рекомендуется создавать хранилища в отложениях каменной соли и истощённых месторождениях в зонах с малоценными землями и имеющих значительно обводнённые пространства. В других регионах наряду с эффективностью решений по созданию ёмкостей в соляных отложениях благоприятные характеристики имеют водоносные структуры. Рассматриваемая альтернатива обладает реальной возможностью значительного приращения объёма хранения (из-за использования истощённых и водоносных структур) без существенного увеличения затрат на этот прирост. Такая возможность объясняется независимостью создаваемого производственного аппарата для указанных типов хранилищ от объёма хранения.

Рассмотренные эколого-экономические обоснования решений по развитию и размещению резервов природного газа, модельное и программное обеспечение могут быть также использованы для обоснования решения вопросов по резервированию ресурсов нефти и нефтепродуктов.

среду в российской федерации - student2.ru