Инженерно-экологический подход к строительству сооружений

Инженерная деятельность может быть признана полезной, если проекты и строительство инженерных сооружений любого уровня учитывают сохранение экологического баланса и обеспечивают безопасность экосистем и, так называемое, рациональное природопользование. Между тем, научно обоснованной взаимосвязи инженерных разработок с лимитирующими факторами природной среды и механизмами саморегуляции экологических систем долгое время вообще не существовало. Инженерные сооружения разрабатывались как бы сами по себе, без учета экологических потерь и деформации в системах биосферы и других сфер.

В период бурного развития современной цивилизации было создано великое множество прекрасных, с точки зрения чисто инженерных позиций, сооружений типа плотин, каналов, водохранилищ и прочих объектов. Однако уровень знаний о водных ресурсах и умение управлять ими не соответствовал требованиям разрешения сложных инженерно-экологических задач. А обращение разработок в чисто инженерные решения, как это показали последующие годы их эксплуатации, привели к постепенному накоплению факторов дисбаланса жизнедеятельности экологических систем. Иначе говоря, в природных качествах биосферы, атмосферы, гидросферы и литосферы стали все чаще появляться факторы, способствующие всяким аномальным, ненормальным для природной среды проявлениям, а затем и экологическим катастрофам. Такие явления, когда деятельность талантливых инженеров приводила впоследствии к экологическим бедствиям, заслуживают особого внимания.

Рост промышленного производства в начале XX века привел к резкому увеличению объемов переброски воды. Появляются крупные инженерные сооружения типа Суэцкого и Панамского каналов, затем такие мощные системы переброски воды, как Большой Ферганский канал в СССР, создавший переброску воды в объеме 6 км3 в год, канал Москва-Волга - 2,3 км3 в год, комплекс водоснабжения Нью-Йорка из реки Делавэр - 1,3 км3 в год и т.п. Только крупные системы переброски воды в СССР давали в сумме около 50 км3 в год (общая длина их более 3400 км). Всего в СССР по каналам общей протяженностью 4500 км перебрасывалось ежегодно 110 км3 воды (половина стока Волги). В США суммарный объем переброски воды составляет 30 км3 в год. Во всем мире в настоящее время объем переброски близок к 3000 км3 в год.

Для использования водного ресурса стали разрабатываться грандиозные проекты гигантских гидротехнических сооружений, включающих крупные плотины, водохранилища, сверхмощные насосные станции и каскады гидроэлектростанций. Проекты предусматривали переброску воды из одних речных регионов в другие с поворотом речных вод вспять и другие мероприятий на грани фантастики, в том числе проекты перекачки вод, например, из устья Амазонки в Африку и многие другие. Одновременно проводились работы по искусственному воздействию на системы облаков для изменения места выпадения осадков. Такие эксперименты, относящиеся также в деятельности по переброске воды в пространстве и времени, проводились интенсивно в США, СССР, Израиле. Примеров переброски воды в промышленно развитых странах сравнительно много, и они, несомненно, дают определенный социальный и экономический эффект. А вот экологии и окружающей природной среде они нанесли большой вред.

Экологи придерживаются единого мнения, что необходимо больше изучать и углублять знания о водных ресурсах, надо уметь лучше ими управлять, прежде чем поворачивать реки вспять, перебрасывать пресные воды с одного континента на другой или пытаться искусственно воздействовать на системы облаков для получения дополнительных осадков в одной районе мира, которые вполне естественно не выпадут в другом месте (в США известны целые районы, пострадавшие от засухи в результате подобных экспериментов).

Согласно экологической точке зрения, вода представляет собой ресурс, обращающийся во всей экосистеме. Те специалисты, которые считают, что современные проблемы, связанные с наводнениями, переброской и использованием воды могут быть разрешены лишь строительством крупных инженерных сооружений типа больших плотин и других подобных объектов, возможно, хорошо владеют инженерным делом, но очень слабо разбираются в экологии. Отсюда и огромные материальные убытки, и трудно обратимые нарушения экологического равновесия экосистем. Так, на укрощение крупной реки Миссисипи для ограничения ее разливов были затрачены миллионы, а убытки от наводнений возросли. За строительством дамб и урбанизацией водосборного бассейна реки следует еще большее поднятие уровня воды и тем больше вреда наносится при прорывах ограждений и барьеров. Известны огромные убытки, связанные с укрощением Невы, приносящей огромный ущерб в периоды своих разливов со времен основания на этой реке Санкт-Петербурга.

Вывод из сказанного понятен: ни одно крупное сооружение, связанное с использованием водного ресурса, не должно решаться однобоко на основе чисто инженерных разработок. В этих случаях нужен системный инженерно-экологический подход.

Инженерно-экологический подход заключает в себе исследование объективных закономерностей и средств взаимодействия сложной техники и окружающей природной среды с целью приложения их к проектированию инженерных сооружений.