авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Теория и методы оценки геоэкологической безопасности создаваемых природно-технических систем

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ГРАФКИНА Марина Владимировна

Теория и методы оценки геоэкологической безопасности создаваемых природно-технических систем

Специальность: 25.00.36 – Геоэкология (технические науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва – 2008

Диссертация выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете и Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном техническом университете «МАМИ»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор, академик РАЕН Потапов Александр Дмитриевич
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Круподеров Владимир Степанович доктор технических наук, профессор Чертес Константин Львович доктор технических наук, старший научный сотрудник Калиберда Инна Васильевна
Ведущее предприятие: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Защита диссертации состоится ноября 2008 года в часов на заседании диссертационного совета Д 202.138.07 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26, в зале заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор Потапов А.Д.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Природно-техногенные системы все более активно замещают природную среду. Особенно велика доля в изменении природных ландшафтов строительных систем (СС). В ходе эволюции человека строительство (создание защищенного от воздействия окружающей среды и комфортного местообитания) являлось важнейшим способом защиты от изменяющихся условий природной среды. Однако неуклонный рост численности народонаселения и научно-технический прогресс превратили этот способ защиты человека от сил природы в мощное оружие, направленное против природы, вызывающее последствия, сравнимые с последствиями экзогенных геологических процессов и, в конечном итоге, изменяющее качество окружающей среды (ОС). Масштаб этого воздействия локализован преимущественно в пределах городских и промышленных территорий, занимающих около 2% всей площади РФ, но эти территории являются местом постоянного проживания более 70% российского населения. Сохранение жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек в условиях растущего противоречия между потребностью общества в комфортной среде обитания, разнообразной продукции и услугах и ограниченными возможностями Земли по представлению этих ресурсов и поглощению негативных результатов антропогенной деятельности является важнейшей задачей современности в условиях перехода общества к устойчивому развитию. Гармонизация хозяйственной деятельности человека и биосферы возможна только в результате научно обоснованных технических, экономических и социальных компромиссов в процессе природопользования, в том числе и на этапе создания природно-технических систем (ПТС). Основными критериями экологической эффективности таких решений являются снижение темпов разрушения и истощения абиотических ресурсов и минимизация негативного воздействия на геосферы.

Проблема гармонизации признана мировым сообществом и нашла отражение в соглашениях, подписанных в Рио-де-Жанейро (1992 г.), а также в правовых актах Российской Федерации, в частности, в Указе Президента РФ «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» (1996 г.), Экологической доктрине РФ (2002 г.) и др.

Экологическая доктрина РФ определяет зависимость устойчивого развития страны и качества жизни и здоровья населения, а также национальной безопасности от сохранения природных ресурсов и поддержания соответствующего качества ОС. Одним из основных принципов государственной политики в области экологии является «предотвращение негативных экологических последствий в результате хозяйственной деятельности и учет отдаленных экологических последствий».

Экологические концепции, приоритеты экологических требований менялись во времени, а соответственно менялись и критерии оценки техногенного воздействия. Основными экологическими концепциями являются: концепция контроля «в конце трубы», концепция «более чистого производства», концепция «проектирования для экологии», концепция «экосистемного комплексного подхода». Претворение в жизнь современных концепций «проектирования для экологии» и «экосистемного комплексного подхода» требует принятия всех технических решений с позиции полной экологической ответственности за геоэкологическую безопасность создаваемых ПТС. Основным недостатком традиционной системы экологического обоснования и выбора альтернативных вариантов при создании строительных и других технических систем (СиТС) является запаздывание комплексного экологического анализа и оценки от процесса принятия основных технических решений. Наиболее эффективно проводить комплексную оценку геоэкологической безопасности ПТС на этапе разработки (особенно на ранних стадиях – концептуальная идея, инженерные изыскания, научно-исследовательские работы и др.), т.к. при этом закладывается материальная база, обладающая огромным мультипликативным воздействием на жизнеобеспечивающие ресурсы Земли. Повышение геоэкологической безопасности ПТС может быть достигнуто за счет совершенствования теории и методов оценки конкурентных вариантов при создании СиТС. Оценка должна проводиться на основе анализа импликативных отношений функциональных и других технических характеристик создаваемых систем и обусловленных ими экологических факторов негативного воздействия с использование частных и комплексных геоэкологических критериев для оптимизации и обоснования решений по выбору конкурентоспособных вариантов, основным критерием при этом является минимизация негативного воздействия в жизненном цикле. Такой подход позволит управлять показателями геоэкологической безопасности ПТС и снизить напряженность ряда экологических проблем еще до их возникновения.

Степень разработанности проблемы. Следует высоко оценить научные работы ряда авторов, направленные на повышение геоэкологической безопасности ПТС: по методологическому обеспечению – В.И. Осипова, И.И. Мазура, О.И. Молдаванова, В.Н. Шишова, Н.Ф. Реймерса, Н.Н. Моисеева, В.Д. Кальнера, В.И. Данилова-Данильяна и др.; по реализации системного экологического анализа и управления экологической безопасностью в строительстве – В.И. Теличенко, М.Ю. Слесарева и др.; по оценке геоэкологической безопасности при взаимодействии технических систем и природной среды – В.А. Грачева, В.В. Гутенева, В.М. Котлякова, А.Л. Ревзона, В.Н. Луканина, Ю.В. Трофименко, А.А. Быкова, В.М. Кириллова и др.; в области геоэкологической безопасности строительства – А.Д. Потапова, Е.В. Щербины, П.В. Коваля и др.; по разработке концепции «проектирование для экологии» – В.Ф. Кутенева, В.А. Звонова, А.В. Козлова и др.; по экологическому проектированию и экспертизе – К.Н. Дьяконова, А.В. Дончевой и др.

Установлено, что геоэкологическая безопасность СС зависит как от показателей экологической безопасности и надежности входящих в нее технических систем (ТС) и от условий их безопасного взаимодействия с геологической средой, так и от состояния природной среды и ее компенсационных возможностей, изменяющихся под воздействием строительства. Однако анализ данных отечественной и зарубежной литературы показал, что в настоящее время не полностью изучена проблема оценки геоэкологической безопасности на этапе создания ПТС. Поэтому весьма актуальным является разработка теории и методов оценки геоэкологической безопасности ПТС с целью оптимального выбора конкурентных вариантов на основе методологии системного экологического анализа создаваемых объектов. Это имеет важное хозяйственное значение, так как позволяет решить проблему минимизации негативного воздействия на ОС и сохранение жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек при максимальном удовлетворении технических требований к проектируемым системам. Внедрение такого подхода на ранних этапах разработки позволит превентивно оценивать геоэкологическую безопасность создаваемых ПТС, управлять показателями безопасности ПТС с учетом жизненного цикла и способствовать формированию экологической ответственности за принятие технических решений, что особенно актуально для реализации концепции устойчивого развития экономики страны.

Научной проблемой, рассматриваемой в работе, является поиск закономерностей, обеспечивающих минимизацию негативного воздействия на жизнеобеспечивающие ресурсы геосферных оболочек на ранних этапах разработки СиТС с учетом их жизненного цикла.

Объектами исследования являются строительные и другие технические системы как элементы ПТС.

Область исследования: теория и методы оценки геоэкологической безопасности создаваемых технических систем.

Цель диссертационной работы: разработка теории и методов оценки геоэкологической безопасности создаваемых ПТС, направленных на минимизацию техногенного воздействия в жизненном цикле, на основе выявления и анализа импликативных отношений технических и экологических показателей систем и установления частных и комплексных геоэкологических критериев их оптимизации.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи.

  1. Анализ и обобщение методов системного экологического анализа и оценки геоэкологической безопасности при создании ПТС.
  2. Разработка теории, методологии и методов оценки геоэкологической безопасности создаваемых СиТС с учетом жизненного цикла на основе экоцентризма и позиций полной экологической ответственности за принятие технических решений.
  3. Исследование СиТС как объектов системного экологического анализа, определение внешних и внутренних отношений создаваемых систем и выявление связи критериев внутреннего проектирования с уровнем техногенного воздействия при реализации их жизненного цикла.
  4. Систематизация и выявление методов качественной и количественной оценки геоэкологической безопасности создаваемых систем.
  5. Установление закономерностей импликативных отношений экологических и технических показателей ТС и выявление частных и комплексных геоэкологических критериев оценки безопасности для оптимизации проектируемых ТС.
  6. Апробация теории и методов оценки геоэкологической безопасности промышленных объектов на предпроектных стадиях строительства.
  7. Апробация теории и методов оценки геоэкологической безопасности при проектировании ТС с разработкой прикладного программного обеспечения для исследования и оценки импликативной связи технических и экологических показателей.
  8. Определение научно-методологических подходов к управлению экологическим проектированием и формированию стратегического экологического мировоззрения и экологической ответственности за принятие проектных решений.

Теоретической и методологической базой диссертационной работы являются: теория и методология системного анализа, теория и методы проектирования СиТС, теория и методы оптимизации при проектировании, методы оценки воздействия на ОС, теория и методы оценки риска, теория анализа опасностей на базе четких и нечетких множеств, методы экспертных оценок, научно-методологические основы экологического менеджмента и др.

Нормативно-информационную базу исследования составили законодательные нормативные акты Российской Федерации, международные нормативные акты, стандарты системы управления окружающей средой, отчеты о выполнении научно-исследовательских и изыскательских работ, периодические издания, книги, статьи отечественных и зарубежных авторов, диссертации, материалы научных конференций и др.

Научная новизна работы состоит в разработке теории и методов оценки геоэкологической безопасности создаваемых ПТС, которые направлены на минимизацию техногенного воздействия в жизненном цикле, что имеет важное хозяйственное значение. Методологией работы является системный экологический анализ иерархических уровней создаваемых систем, позволяющий установить взаимосвязи показателей внутреннего проектирования с уровнем негативного воздействия на геосферные оболочки. При этом:

  1. Установлено, что на каждом этапе разработки СиТС закладывается определенный локально выраженный техногенный эффект , влияющий на общий уровень геоэкологической безопасности ПТС, величина которого зависит от структурных, конструктивных и функциональных показателей создаваемых систем, и управление техническими характеристиками проектируемых систем позволит минимизировать их техногенное воздействие.
  2. Выявлено, что геоэкологическая безопасность СС определяется внешними и внутренними системными связями и зависит от безопасности входящих в нее ТС. Одним из направлений повышения геоэкологической безопасности ПТС в строительстве является управление показателями создаваемых ТС на основе анализа и оценки импликативных отношений критериев внутреннего проектирования с экологическими показателями, что позволит минимизировать техногенное воздействие при реализации их жизненного цикла.
  3. Вскрыты закономерности импликативных отношений технических (функциональных, структурных и конструктивных) показателей проектируемых ТС с экологическими показателями при реализации их жизненного цикла, разработаны многофакторные регрессионные уравнения, которые могут быть использованы для оценки геоэкологической безопасности проектных вариантов.
  4. Проведено обобщение и предложены методы качественной и количественной оценки геоэкологической безопасности ПТС на основе частных и комплексных геоэкологических критериев.
  5. Разработан алгоритм и метод комплексной оценки геоэкологической безопасности ПТС в строительстве на этапе инженерно-экологических изысканий для оптимального выбора пунктов/площадок размещения промышленных объектов.
  6. Разработан алгоритм исследования геоэкологической безопасности ТС и необходимое программное обеспечение оценки безопасности при параметрической оптимизации на ранних этапах проектирования.
  7. Предложены научно-методологические подходы к управлению экологическим проектированием, изменению и формированию стратегического экологического мировоззрения и экологической ответственности за принятие проектных решений.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

  1. Предложены модели строительных и других технических систем для выявления взаимосвязи их функциональных, структурных, конструктивных и др. показателей с уровнем негативного воздействия в жизненном цикле.
  2. Определены алгоритм, методы и набор критериев для оценки геоэкологической безопасности промышленных объектов на предпроектных стадиях строительства, апробированные при выборе оптимальных вариантов размещения Архангельской АТЭЦ и Петровской ГРЭС. Внедрение результатов работы подтверждено соответствующими актами НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля и ООО «Тэпизыскания».
  3. Выявлены показатели, характеризующие геоэкологическую безопасность конструкционных материалов на стадиях производства и рециклинга.
  4. На основе регрессионных зависимостей экологических и технических показателей проектируемых ТС разработаны проверочные листы, которые позволяют корректировать проектные решения и управлять геоэкологической безопасностью ТС.
  5. Разработаны рекомендации по экологическому сопровождению и минимизации техногенного воздействия на окружающую среду в жизненном цикле ТС на этапе проектирования, внедренные в практику проектирования ФГУП «НИИАЭ».
  6. Создана прикладная программа оценки геоэкологической безопасности проектируемых ТС, которая используется в учебном процессе подготовки специалистов (конструкторов, механиков и экологов) в МГТУ «МАМИ», с возможностью распространения в учебных процессах других вузов.
  7. Разработана дисциплина «Основы экологического проектирования» для подготовки студентов по специальности 280202.65 «Инженерная защита окружающей среды» и опубликована монография «Экологическое проектирование продукции» для формирования стратегического экологического мировоззрения и экологической ответственности за принятие технических решений у студентов как будущих участников хозяйственной деятельности.

Основные защищаемые положения.

1. Теория оценки геоэкологической безопасности, в основе которой лежит утверждение, что анализ логически установленных взаимосвязей на основе физических и математических моделей СиТС позволяет выявить возможности повышения геоэкологической безопасности ПТС на этапе разработки.

2. Основные правила методологии системного экологического исследования и анализа иерархических уровней ПТС, позволяющие установить взаимосвязи и оценить уровень геоэкологической безопасности на этапе разработки СиТС.

3. Алгоритм и методы оценки геоэкологической безопасности ПТС в строительстве по результатам инженерно-экологических изысканий.

4. Закономерности импликативных отношений экологических и технических показателей проектируемых ТС и система критериев оценки геоэкологической безопасности на основе многофакторных регрессионных уравнений с использованием структурных, конструктивных и функциональных показателей проектируемых объектов.

5. Алгоритм и методы оценки геоэкологической безопасности проектируемых ТС, а также рекомендации, направленные на минимизацию негативного воздействия с учетом жизненного цикла.

6. Теоретическое обоснование и практическая реализация оценки геоэкологической безопасности промышленных объектов на предпроектных стадиях строительства по результатам инженерно-экологических изысканий и технических систем на этапе научно-исследовательских работ, на основе анализа импликативных отношений технических характеристик объектов с уровнем негативного воздействия при реализации жизненного цикла.

7. Научно-методологические подходы к управлению экологическим проектированием и формированию стратегического экологического мировоззрения и экологической ответственности за принятие проектных решений.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.