Природно-технічні системи
Сайт для фахівців. займаються практичним вирішенням проблем в області прикладної екології. а також магістрів, бакалаврів і студентів, які навчаються за спеціальностями: інженерна екологія, техногенна безпека, геоекологія, природооблаштування, водне господарство.
На нашому сайті розміщені матеріали, що описують різні аспекти виникнення і функціонування природно-технічних систем. Більшість сторінок сайту присвячено окремим темам, які входять в сферу даної проблеми. Для отримання додаткової інформації з даних питань на кожній з цих сторінок наводяться посилання для безкоштовного скачування наукових публікацій з відповідної тематики.
Визначення терміна «природно-технічна система»
Термін «природно-технічна система» широко вживається в науково-технічній літературі та ряді нормативних документів (див. СП 11-102-97 «Інженерно-екологічні вишукування для будівництва»). Разом з тим, його офіційне визначення в даний час відсутня. На нашому сайті прийнято наступне визначення даного терміну: Природно-технічна система (ПТС) - це сукупність природних, природно-техногенних та техногенних об'єктів, умови існування яких взаємопов'язані і взаємозалежні. Стан цієї системи визначається комплексом природних і техногенних факторів.
Механізм утворення природно-технічних систем
Існує два основні механізми утворення ПТС. По-перше, вони формуються в результаті перетворення людиною природного середовища, в ході різних видів технічної діяльності. У сукупності ці процеси і явища позначаються терміном «техногенез». Форми техногенеза не менше різноманітні, ніж зумовлюють його види людської діяльності. Але, як би не була велика ступінь техногенної трансформації, практично завжди якась частина компонентів природного середовища продовжує існувати і в нових умовах. Більш того, людина, змінюючи навколишнє середовище, у міру можливості зберігає її придатною і для свого власного існування. Чи не знищені техногенезом компоненти природного середовища, в т.ч. живі організми, вступають у взаємодію з впровадженими в неї новими технічними елементами. Формуються освіти змішаного походження (природно-техногенні об'єкти). В результаті на ділянці раніше існуючої природної екосистеми виникає нова система - природно-технічна.
Можливий і інший механізм утворення ПТС. Адаптаційний потенціал живих організмів настільки великий, що дозволяє їм проникати і розвиватися в різних видах обладнання та спорудах, що створюються людиною. Деякі з цих організмів, в масовій кількості оселився в технічних вузлах і конструкціях, ускладнюють їх експлуатацію і стають причиною значних матеріальних збитків. Ці явища отримали назву «біологічні перешкоди» або «біоперешкоди».
Природно-технічна система - структурно-функціональна одиниця біотехносфери
В ході освоєння людиною ресурсів нашої планети все більше природних екосистем перетворюється в ПТС. Розвиток глобальних техногенних процесів вже призвело до того, що біосфера Землі трансформується в біотехносферою. Іншими словами, вся біосфера в цілому перетворюється в ПТС планетарного масштабу, стан якої вже багато в чому залежить від наслідків виробничої діяльності людини, наприклад, від «парникового ефекту». Таким чином, масштаби і структура ПТС вельми різноманітні. Виділяють кілька ієрархічних рівнів ПТС: об'єктний (елементарний), локальний, ландшафтний, регіональний (національний) і глобальний.
Види природно-технічних систем
Незважаючи на нескінченну різноманітність ПТС, серед них можна виділити три основні види: стихійні, регульовані і керовані. Прикладом стихійної ПТС може бути водно-болотний масив, що утворився біля виходу міської зливової каналізації (рис. 1). У більшості випадків розвиток таких ПТС йде шляхом деградації навколишнього середовища.
Стан регульованих ПТС контролюється за допомогою спеціальних інженерно-технічних систем. До них можна віднести поповнюються з системи міського водопроводу упорядковані міські водні об'єкти разом з комплексом функціонують на них гідротехнічних споруд (рис. 2).
Керована ПТС - це система, станом якої можна маніпулювати, створюючи в ній умови сприятливі для життя людини. До подібних ПТС можна віднести системи, що формуються на основі великих гідроелектростанцій (рис. 3). які в результаті екологічної оптимізації перетворюються в регулятори умов навколишнього середовища регіонального масштабу. Вони здатні підтримувати екологічно оптимальні параметри стоку річки і рівня грунтових вод, захищають прилеглі території від надзвичайних ситуацій природного і техногенного характеру (повеней, посух, аварійних розливів токсичних забруднювачів).
Наука про природно-технічних системах
До сих пір не існує і спеціальної галузі знань, предметом якої було б дослідження ПТС і розробка методів управління ними. Разом з тим необхідність цієї науки вже назріла і можна сформулювати її базові принципи, якими є: системність, міждисциплінарність і синкретичність.
Системність передбачає виділення елементів ПТС і встановлення зв'язків між ними, що дозволяє розглядати їх сукупність як єдине ціле, що володіє емержентностью (іншими властивостями).
Становлення нового наукового напрямку також вимагає вироблення синкретичного погляду на основи здійснюваної діяльності. Синкретичність, в даному розумінні, - це відмова від протиставлення технічним завданням - цілей і шляхів вирішення природоохоронних проблем. Зміна в цьому питанні спочатку наукового, а згодом і масової свідомості є необхідною умовою реалізації проголошеного ООН принципу «сталого розвитку».