Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
13
Добавлен:
28.04.2017
Размер:
323.07 Кб
Скачать

ства инженерных сооружений. Оценка характера и интенсивности влияния инженерных сооружений на природные комплексы позволяет определить их экономическую эффективность и экологическую целесообразность.

Обоснование необходимости создания тех или иных систем, в первую очередь для сельскохозяйственных целей, в разных природных условиях имеет длительную историю.

Важным моментом оценочных исследований является соответствие критериев оценок элементов природной среды нормативам практики. Отбор критериев и оценочных показателей зависит также от масштаба исследований. В качестве критериев выбираются устойчивые, определяющие признаки природных комплексов. Обобщая результаты исследований путем математического моделирования системы растение – среда, сформулированы критерии, каким должен отвечать показатель потребности в создании инженерно-мелиоративных систем. Они должны полностью отражать условия внешней среды и требования растений к природным факторам и строиться на тех факторах, которые могут искусственно регулироваться. Расчетный период, на который вычисляется показатель, должен быть достаточно коротким, чтобы можно было судить об изменении показателя в течение всего периода вегетации. Показатели потребности мелиорации для одного, двух и т. д. факторов выводятся таким образом, чтобы однофакторный показатель явился частным случаем двухфакторного показателя, а последний – частным случаем трехфакторного и т. д. Показатель должен иметь ясный физический смысл. Расчет его доводится до инженерного вида.

Комплексная оценка представляет собой оценку ландшафтов с целью определения степени их благоприятности для различных видов природопользования. По функциональному назначению природные комплексы могут быть одноцелевого назначения, многоцелевого и альтернативного использования в зависимости от природных предпосылок для того или иного вида природопользования. Такая оценка позволяет также определить систему мероприятий и инженерных сооружений, необходимых для эффективного использования природных ресурсов и условий.

Результаты комплексной оценки ландшафтов являются основой для проведения функционального зонирования территории. Например, при районной планировке выделяются такие типы функциональных зон: интенсивного освоения и максимально допустимого преобразования природной среды; экстенсивного освоения с максимально допустимым преобразованием природной среды; экстенсивного освоения с минимально допустимым искусственным преобразованием природной среды. Внутри зон выделяются подзоны: урбанизации, сельского хозяйства, рекреации, охраняемых территорий и др. В региональном проектировании мероприятия по обоснованию проектного решения природоохранных задач объединяются в группы: общий природный анализ территории; мероприятия по охране отдельных видов природной среды и ресурсов (водных, почвенных, лесных и др); мероприятия, требующие архитектурно-планировочного и инженерного проектирования; самостоятельные схемы планировок и проекты (заповедники, заказники); синтезированные мероприятия всей планировки, где основной упор делается на вопросы нормированного использования ландшафта. Важнейшими мероприятиями по охране природы и оптимизации ландшафтов являются: противоэрозионные; противопаводковые; облесение песков и оврагов; рекультивация нарушенных земель; проведение сельскохозяйственных мелиораций; создание водохранилищ, прудов. Реализация каждого из них требует создания инженерных сооружений или целых систем.

Региональное проектирование имеет два аспекта: территориальный и инженерно-географический. Региональные проектные разработки включают функциональное зонирование, расчёты ёмкости ПТК, устойчивость ПРК и др. Ландшафтно-инженерная оценка включает определение величин природных ресурсов, которые необходимо и можно регулировать инженерными средствами (сооружениями или системами). Состояние и функционирование будущих геотехнических систем определяется специальными изысканиями построения прогноза создания модели взаимодействия инженерных систем и ландшафтов. Как мы видели выше, между уровнем территориального планирования, стадиями проектирования и потребностью в географической информации существует тесная связь. Решения, принимаемые на каждой стадии проектно-планировочных работ, требуют определённого набора географической информации, плотность (объём) которой возрастает с укрупнением масштаба проектных разработок (табл. 2).

Комплексную (ландшафтную) инженерно-географическую оценку можно проводить путем введения понятия устойчивости ландшафта. Согласно ГОСТу под устойчивостью ландшафтов к нагрузкам понимается «способность сохранить структуру и свойства ландшафтов, выполняя опредёленные функции в условиях антропогенных воз-действий». Устойчивость является составной частью надёжности ланд-

Таблица 2

Стадии проектирования и уровни физико-географической информации (п. Г. Шищенко. 1988)

Административно-территориальные системы

Стадии проектирования

Масштаб

Уровни информации, физико-географические материалы

Страна

Генеральная схема

1:5 000 000

1:2 500 000

Физико-географическое районирование (страны, зоны, подзоны)

Республика, экономический район

Региональная схема

1:1 000 000

1:500 000

Физико-географическое районирование (страны, зоны, подзоны, провинции)

Мелкомасштабная ландшафтная карта (виды)

Группа областей, область

Схема районной планировки

1:300 000

Среднемасштабная ландшафтная карта, физико-географические районы, карты современных физико-географических процессов (распространение)

Область, группа районов

Проект районной планировки

1:100 000

1:50 000

Среднемасштабная ландшафтная карта (местности), карты интенсивности процессов, оценочные карты

Административный район

Тэо генплана

1:50 000

1:25 000

Ландшафтные карты (местности, урочища), прогнозные карты

Населённый пункт

Генплан

1:250 000

1:5000

Ландшафтная карта (урочища, фации)

Микрорайон

Проект детальной планировки

1:2000 и крупнее

Ландшафтная карта (состояние фаций), характеристики их природных режимов, устойчивости

шафта, которая представляет собой величину воздействия, приводящую ландшафт в отказное состояние. Присущая ландшафту надёжность сформировалась в процессе его эволюции, однако однозначной зависимости между возрастом и надёжностью ландшафта не существует. Нет его и между надёжностью и сложностью структуры ландшафта. П. Г. Шищенко и М. Д. Гродзинский (1979), используя теорию надёжности, предложили графический способ определения устойчивости геосистем (ПТК). При этом надёжность ПТК представляет собой величину воздействия, способную привести ПТК в отказное состояние. Существует минимальная величина внешнего воздействия, способного вызвать отказ ПТК, которая равна максимальной величине надёжности, которая является потенциалом саморегуляции (РS). Он представляет величину надежности и характеризует устойчивость системы к фактору, сила воздействия которого отложена на оси У (рис.4). Потенциал саморегуляции ПТК РS = (УКР. – УН.). Устойчивость ландшафта равна: St=(РS – Т) t0, или St= (I – TS) t. Выражая Т и Р через УКР, УР, УУН., получили:

St =│(УКР – УР) 100 %│t,

где t – время; УКР, УКР – критические значения параметра У; УР и УН – реальное и нормальное изменение параметра У; РSt – потенциальная саморегуляция в момент времени t, t’’ St – устойчивость; геосистемы к фактору в момент времени t, t’’; Тt – энергия потенциала саморегуляции РS, затрачиваемая в момент времени и стабилизации ПТК.

Укр

Рst st'

Ун Tt

Ур

st'’ Рst’’

Укр

t0 tt’’ t

Рис. 4. Графическое определение

устойчивости геосистем:

t – время; Укр, Укр – критические значения параметра У; Ур и Ун – реальное инормальное изменение параметра У; Рst – потенциальная саморегуляция в момент времени t, t’’, st – устойчивость геосистемы к фактору в момент времени t, t’’, Tt – ‘энергия потенциала саморегуляции Рs, затрачиваемая в момент времени и стабилизации геосистемы

График представляет двухмерное поле, характеризующее устойчивость ландшафта к отдельным факторам.

Используя данный подход, можно оценить подверженность ПТК дестабилизирующему воздействию природных и антропогенных факторов, а соответственно и пригодности их для различных целей. Для этого составляется ландшафтная карта, определяются дестабилизирующие факторы и интенсивность их проявления: залесенность, распаханность, сумма осадков в эрозионноопасный период, число дней с силой ветра более 15 м/сек. и др.

Для каждого из факторов определяются их значения, при которых развитие процессов наиболее (Хі*) интенсивно. Нормирование исходных значений признаков (факторов) проведено по формуле

Уі = Хі - Хіminimax - Хіmin,

где Хі – значение признака «і» в абсолютных значениях; Хimax, Хіmin – соответственно максимальное и минимальное значения признака «і» во всей выборке; Уі – нормированное значение признака «і», 0≤У≤1.

Определяется доля (вес) дестабилизирующих признаков (факторов): n

Wi = У*i - У**i / √∑(У*i - У**i)2,

i=1

где n – число значений признака «і» (т. е. количество выделов ландшафтной карты в пределах исследуемого региона); Wi – информативный вес признака (фактора) «і».

Определение весов признаков wi по этой формуле дало следующие результаты: лесистости и залуженности – W = 0,139; распаханности – W = 0,120; угла наклона – 0,088; глубокой обработки почвы – W = 0,200; удельного сопротивления почвы к вспашке – W = =0.092; количество дней с сильным ветром – W = 0,123; суммы осадков – W = 0,142.

Определяется устойчивость ПТК для каждого выдела «p»:

m

Sp = ( 1 -∑Wi Уpi) 100,

i = 1

где Уpi – нормированное значение фактора «і» для p-го выдела; Wi – информативный вес i-го фактора; Sp – устойчивость выдела «p»; m – число исследуемых признаков (факторов).

Величина Sp характеризует потенциал устойчивости ландшафта, состоящего из элементов с вероятностью каждого из

m

i = 1

Выделы ландшафтных местностей в данном случае предстают как число «испытаний», так как проявление процессов в них имеет вероятностный характер. Удельное значение процесса представляет отношение площади проявления данного процесса (фактора) к количеству выделов, где он может произойти. Вероятность проявления дестабилизирующего процесса в пределах выдела представляет отношения площади этого процесса в ландшафтных местностях одного вида ко всей их площади. Нормированное значение факторов в пределах выделов ранга местностей характеризует влияние этих факторов на устойчивость ландшафтов. Определение потенциала устойчивости ландшафтов сводится к вычислению вероятности проявления процессов в выделе, где пересекаются воздействия всех учтенных факторов.

Вычисленные показатели устойчивости являются исходным материалом для составления картосхемы устойчивости ландшафтов региона. Для этого нужно построить шкалу устойчивости, разбив полученные значения на интервалы (классы). Оптимальное число классов устойчивости и размер межклассового интервала определяются по формуле:

СТ = Smax – Smin (1 + log m),

где m – объем выборки; Smax – максимальное; Smin – минимальное значение величины устойчивости. Знаменатель показывает необходимое число классов, на которое рационально разбить объем выборки. Реализуемый в течение прогнозного периода потенциал устойчивости характеризует надёжность ландшафта при выполнении им естественных и социальных функций в регионе.

Соседние файлы в папке Инжен. геогр