Применение ГИС-технологий при оценке использования земельных ресурсов региона

Экологическая ситуация в регионе во многом определяет состояние социально-экономической жизни населения. Наблюдается тенденция ее ухудшения. Одной из основных причин этого является развитие добывающей и перерабатывающей промышленности Украины и связанный с этим процесс урбанизации многих районов нашей страны, прежде всего Донбасса.

Донбасс – крупный промышленный регион, который обеспечивает 12% ВВП Украины за счет отраслей, связанных с максимальным нарушением и загрязнением ОПС.

К числу таких отраслей относится и угольная промышленность, которая играет важную роль в национальной экономике и энергетической независимости Украины. Результатом деятельности угольных предприятий является добыча угля и формирование из отработанных отходов породных отвалов.

На территории Донецкой области расположено около 600 породных отвалов (терриконов) горнодобывающих предприятий, которые занимают площадь почти 4000 га. Согласно критериям устойчивого развития Европейского союза площадь природно-заповедного фонда для эффективного функционирования экологической сети должна составлять не менее 10% для каждой географической зоны. По состоянию на 01.01.2009 г. в Донецкой области зафиксировано 84882 га природно-заповедных территорий, что составляет лишь 3,2% от общей площади области. Эти данные подтверждают актуальность существующей проблемы, однако формирование экологической сети в Донецкой области приостановлено из-за отсутствия исполнителей. Достичь регламентированных показателей без привлечения посттехногенных территорий в индустриальных областях – невозможно. Невозможно также создать действенную систему экологической сети в индустриальных регионах без привлечения геохимически и морфологически трансформированных ландшафтов вследствие горной деятельности. Таким образом, встает вопрос об установлении возможности использования территории породного отвала для расширения экосети Донецкого региона.

Цель исследования – разработка и обоснование направлений рационального использования земель, подверженных техногенному влиянию, для использования их по назначению.

Задачи исследования:

1. Определить степень влияния породного отвала на окружающую природную среду в зависимости от применения разных методик установления СЗЗ.
2. Установить размеры СЗЗ, на основе результатов, полученных в процессе исследования.
3. Обосновать критерии, позволяющие включить территорию, занимаемую породным отвалом в экологическую сеть Донецкого региона.

Объект исследования – процессы взаимодействия человека и окружающей природной среды, которые возникают вследствие создания породных отвалов и влияют на состояние окружающей природной среды.

Предмет исследования – земельные участки, подверженные техногенному влиянию, занятые породными отвалами (терриконами) горнодобывающих предприятий.

Идея работы заключается в обосновании возможности использования породных отвалов в качестве вспомогательных элементов для построения экосети региона.

Возможные результаты, которые ожидаются в результате выполнения работы:

1. Определение степени влияния породного отвала на окружающую природную среду.
2. Установление размеров СЗЗ для породного отвала.
3. Обоснование критериев, позволяющих включать территорию, занятую породным отвалом в экосеть Донецкого региона.

Специалистами Института проблем природопользования и экологии НАН Украины разработаны и внедрены научно-практические основы использования нарушенных горными работами земель для формирования восстановительных элементов экосети. Данные разработки нашли свое отражение в областных программах по формированию экологической сети в Днепропетровской области на нарушенных горными работами землях Криворожского железорудного и Никопольского марганцеворудного бассейнов на 2006-2009 г.г. и 2010-2015 г.г.

В Донецкой области также проводились исследования относительно возможности формирования экологической сети области. Однако следует отметить, что за исключением отдельных попыток, ход исследований и процесс выполнения работ в данной области имеют достаточно низкую скорость, что обусловлено малым количеством специалистов и научно-исследовательских организаций, занимающихся изучением вопросами экосети и биоразнообразия. Изучением ботанического аспекта биоразнообразия на юго-востоке Украины успешно и на высоком научном уровне занимается Донецкий ботанический сад НАН Украины, о чем свидетельствуют публикации ученых и специалистов данной организации.

Породные отвалы негативно влияют на окружающую среду. Они занимают большие площади ценных земель, снижают производительность прилегающих земель, загрязняют атмосферу газами и пылью, нарушают гидрогеологический режим местности. Кроме того, воды, стекающие с отвалов, уничтожают растительность на прилегающей территории. Следовательно, породные отвалы, расположенные вблизи населенных пунктов, ухудшают санитарно-гигиенические условия жизни людей.

Рисунок 1 – Негативное влияние породного отвала на окружающую природную среду

Многочисленные исследования показали, что нарушения земной поверхности, непосредственно связанные с выполнением горных работ, не ограничиваются только площадями горных отводов и территориями, которые выделяются для размещения отходов производства, но и оказывают влияние за их пределами. Фактически размеры зон нарушенных земель значительно превышают площади, занятые непосредственно самими объектами горного предприятия.

Поэтому с целью защиты селитебных территорий и других объектов, зон градостроения от воздействия загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу вместе с выбросами, требуется выделение специальных территорий предприятия или его подразделения с особым режимом использования— санитарно-защитных зон (СЗЗ).

Согласно действующему законодательству Украины размеры СЗЗ для породных отвалов устанавливаются в зависимости от состояния отвала и его высоты:

1. 500м – для породных отвалов угольных шахт, которые эксплуатируются; для недействующих породных отвалов высотой более 30 м, подвергающихся горению; для недействующих породных отвалов высотой более 50 м, которые не подвержены горению;
2. 300 м – для недействующих породных отвалов угольных шахт высотой менее 50 м, которые не подвержены горению.

В настоящее время в Украине породный отвал рассматривается как точечный (а не пространственный) объект загрязнения и нарушения ОПС. В ходе проведения исследования было установлено, что в некоторых случаях механическая защитная зона породного отвала превышает размеры регламентированной СЗЗ. Поэтому, предлагается рассматривать породный отвал с точки зрения пространственного объекта и устанавливать размеры СЗЗ относительно границы площади, занимаемой им. Таким образом, на основании полученных результатов проведенных исследований было установлено, что в случае применения вышеизложенного подхода размеры СЗЗ отвалов различной категории опасности увеличиваются в 1,6-2,25 раза.

Также при установлении размеров СЗЗ должны учитываться господствующие направления ветров. Вследствие чего форма СЗЗ изменится, но будет не ниже минимальной (нормативной).

Существуют определенные возможности и пути использования промышленных отходов, являющихся составной частью породных отвалов – производство стройматериалов, использование в качестве материалов для создания дорожного покрытия, извлечение полезных компонентов в результате переработки породного сырья и т.д.. Однако на сегодняшний день такие направления перерабатывающей отрасли промышленности не востребованы. Основной причиной этого является финансовая сторона вопроса, ведь для внедрения и осуществления таких видов деятельности нужно перепрофилирование основного производства и приобретение нового оборудования, а это требует существенных капитальных вложений.

Для сохранения земель необходимо:

1. постоянно изучать и оценивать состояние земель, нарушенных техногенным воздействием (мониторинг);
2. разрабатывать и обосновывать направления сохранения и использования земель (экосеть, отнесение к СЗЗ, рекреация);
3. определять эколого-экономические и социальные результаты сохранения и использования земель.

Породные отвалы следует рассматривать не только как техногенные месторождения полезных ископаемых, но и как дополнительные элементы для расширения экологической сети региона.

Экосеть – единая территориальная система, которая создается с целью улучшения условий для формирования и восстановления окружающей среды, повышения природно-ресурсного потенциала территории Украины, сохранения ландшафтного и биологического разнообразия, мест поселения и роста ценных видов животного и растительного мира, генетического фонда, путей миграции животных путем объединения территорий и объектов природно-заповедного фонда, а также других территорий, имеющих особую ценность для охраны окружающей среды и в соответствии с законами и международными обязательствами.

Основными нормативно-правовыми актами, которые регулируют процесс формирования Национальной экосети Украины, являются:

1. Закон Украины Об экологической сети Украины (N1864–IV от 24 июня 2004 г.);
2. Закон Украины Об Общегосударственной программе формирования национальной экологической сети Украины на 2000–2015 годы (N1989 от 21 сентября 2000 г.);
3. Постановление Кабинета Министров Украины от 29.11.2001№ 1603 Об образовании Координационного совета по вопросам формирования национальной экологической сети;
4. Приказ от 16.10.2009№ 545 Об утверждении Перечня редких и находящихся под угрозой исчезновения, и типичных природных растительных сообществ, которые подлежат охране и заносятся в Зеленую книгу Украины;
5. Приказ от 16.10.2009№ 545 Об утверждении Перечня редких и находящихся под угрозой исчезновения, и типичных природных растительных сообществ, которые подлежат охране и заносятся в Зеленую книгу Украины;
6. Приказ от 13.11.2009№ 604 Об утверждении Методических рекомендаций по разработке региональных и местных схем экосети.

С формированием, управлением, сохранением и мониторингом Национальной экосети Украины также тесно связаны Законы Украины: Об охране окружающей природной среды; Об основах градостроительства; Об охране земель; О землеустройстве; О местном самоуправлении в Украине; Водный, Лесной и Земельный кодексы Украины и другие нормативно–правовые акты Украины.

Специалистами Института проблем природопользования и экологии НАН Украины разработаны и внедрены научно-практические основы использования нарушенных горными работами земель для формирования восстановительных элементов экосети. Такие ландшафты, на начальном этапе своего развития способны выполнять буферные и связующие функции, а в дальнейшем и роль ядровых элементов.

1. Угольная промышленность является одним из источников загрязнения окружающей природной среды, основная часть которого возникает вследствие формирования и существования породных отвалов угольных предприятий. Наибольшее количество таких объектов сконцентрировано в Донецком регионе.
2. Существует необходимость устанавливать размеры СЗЗ с учетом подходов, определяющих породный отвал как пространственный объект.
3. Антропогенные ландшафты, созданные в результате деятельности горнодобывающей промышленности, должны стать основой для поддержания функционирования коридоров экосети.
4. Земли, выделенные под породные отвалы, должны стать специальными территориями, которые выведены из оборота, но восстановлены и могут быть использованы в других целях (рекреация).