Оценка интегрального риска опасных геоэкологических процессов при проектировании и строительстве сооружений

Человек стремится управлять рисками уже четыре тысячелетия. Первым законодательным актом о снижении экологического риска считается указ короля Эдуарда I 1285 г. о запрете сжигать в Англии в печах для обжига кирпича «мягкий уголь» с большим количеством загрязняющих поллютантов. Современная методология оценки геоэкологических рисков (экзогенных геологических процессов — ЭГП и др.) основана на идеях прикладного системного анализа с учетом основных свойств систем: статических (целостность, открытость, структурированность) и динамических (функциональность, стимулируемость, эмерджентность, неразделимость на части, ингерентность и целесообразность).

По этим свойствам ПТС как обычная система является целостной, она взаимосвязана с подсистемами более высокого и более низкого иерархических уровней. Свойства систем складываются из свойств подсистем, тем самым определяется механизм оценки риска по взаимосвязи системы с ее подсистемами: метеоявления, геологическое строение, техногенное воздействие, пораженность территории и, как следствие, экономические показатели данной территории. Каждая из приведенных выше подсистем тем или иным образом влияет на образование свойств, а стало быть, и самой системы оценки риска ПТС.

Изменение одного из свойств исследуемых подсистем ведет к изменению оценки риска ПТС. При сохранении общего алгоритма исследования количественные и качественные характеристики чаще будут отличаться. Различия двух систем оценки риска разных территорий могут заключаться в разнообразии климатических факторов, геологического строения, тектонической обстановки и техногенной нагрузки, вследствие чего, происходит дифференциация оценки риска ПТС для разных территорий. Различия оценки риска ПТС соответствуют принципу детерминизма, который гласит о том, что свойства системы подвергаются изменениям под воздействием изменения свойств подсистем. Иными словами, при смене климатических особенностей данного региона (появления аномальных значений) проведенная ранее оценка риска с учетом усредненных мониторинговых параметров не будет являться адекватной и может отличаться от положения в действительности.

Интегральная оценка риска опасных экзогенных геологических процессов — совокупность многофакторной оценки риска каждого в отдельности вида экзогенных процессов на исследуемой территории с учетом площадного распространения опасных процессов и ориентировочной (сравнительной) стоимости мероприятий по защите или минимизации риска активизации данного процесса.

Интегральную оценку риска ПТС рекомендуется проводить на стадии выбора оптимальной площади расположения инженерного объекта. Данная оценка способствует оптимизации процесса выбора территории и помогает сократить затраты на комплекс защитных мероприятий от воздействия ПТС.

Введенное понятие интегрального риска включает в себя множество факторов, определяющих риск негативного воздействия, в частности, на инженерные сооружения. Интегральность (многофакторность) определена совокупностью показателей риска экзогенных геологических процессов (ЭГП), присущих данной территории, и усредненной экономической оценкой защитных сооружений для каждого типа ЭГП. Для однородности показателей экономическая оценка стоимости защитных мероприятий в процессе исследования для каждого типа ЭГП переводится в бальную систему.

При разработке методики оценки интегрального риска используют два подхода — качественный и количественный. Различия данных подходов заключаются в методике идентификации рисков ЭГП. Для качественной методики используется бинарная система определения риска подверженности данной территории выбранному процессу. При определении риска качественным методом территория, подверженная проявлению того или иного ЭГП, имеет исключительно площадной параметр, т. е. определена зона влияния данного процесса в пространстве. Количественная оценка определяет помимо площадного параметра процентный показатель вероятности активизации ЭГП на исследуемой территории. Показатель вероятности при количественной оценке может быть как процентным, так и иметь бальную оценку, определенную экспертным методом в зависимости от количества произошедших ранее проявлений данного процесса на изучаемой территории.

Качественный подход оценки интегрального риска ЭГП, согласно классификации экологических рисков, относится к типу «Циклоп», где только одна из характеристик может быть рассчитана с большой степенью достоверности, в данном случае расчету поддается площадная характеристика распространения опасности и экономическая составляющая, когда вероятностный параметр риска остается качественным для каждого участка исследуемой территории. Эта методика применима для мелкомасштабных работ в больших регионах с целью выделения структур первого порядка (рис. 7.6). Для таких оценок применимы четыре основополагающих фактора, определяющих региональные особенности распространения ЭГП:

• — геологическое строение и тектоника территории;
• — гидрогеологические особенности;
• — геоморфологические особенности территории;
• — климатические особенности района исследования.

Количественный подход, в отличие от качественного подхода, имеет более точное определение стоимостных затрат при строительстве на конкретной территории. Основным недостатком данного подхода является требование достаточно высокой степени изученности данной территории на предмет факторов образования и активизации ЭГП в границах данной территории. Здесь уже надо учитывать воздействие всех компонентов инфраструктуры города на наведенную сейсмику, геодинамику и загрязнение поверхностных, подземных вод и атмосферного воздуха. Также данный подход требует информацию мониторинговых наблюдений в области частоты проявления каждого из видов ЭГП на данной территории. Этот уровень более целесообразно использовать при оценке интегрального риска ЭГП при крупномасштабных исследованиях, т. е. в рамках локального (объектного) уровня, а также для оценки экологического состояния городов [66, 67, 69].