Эколого-экономические приоритеты и инструментарно-методическое обеспечение модернизации системы воспроизводства водных ресурсов Текст научной статьи по специальности «Математика»

ТЕRRА ECONOMICUS ^ 2010 ^ Том 8 № 4 Часть 3

ЭК0Л0Г0-ЭК0Н0МИЧЕСКИЕ ПРИОРИТЕТЫ И ИНСТРУМЕНТЛРН0-МЕТ0ДИЧЕСК0Е 0БЕСПЕЧЕНИЕ М0ДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ В0СПР0ИЗВ0ДСТБЛ В0ДНЫХ РЕСУРС0В

КУЛИК В.С.,

аспирант, Южный федеральный университет, e-mail: vladimirk@aaanet.ru

В данной статье приводится экологическое обоснование модернизации организационно-экономического механизма системы воспроизводства водных ресурсов, проводится оценка эффективности внедрения мероприятий по модернизации системы воспроизводства водных ресурсов.

Ключевые слова: математическое моделирование; качество воды; загрязняющие вещества.

In given article the ecological substantiation of modernization of the organizational-economic mechanism of system of reproduction of water resources is resulted, the estimation of efficiency of introduction of actions for modernization of system of reproduction of water resources is spent.

Keywords: mathematical modeling; the quality of water, polluting substances.

Коды классификатора JEL: Q25, Q57.

Выбор стимулов для эффективного использования водных ресурсов, регулирования рациональной водохозяйственной деятельности предприятий и организаций имеет свою динамику, которая определяется не только эколого-экономическими, техническими, но и социальными факторами.

При этом механизмы воздействия уже сложились, апробированы. Это плата за пользование водными ресурсами и объектами, штрафы за загрязнение водных ресурсов от технологических и бытовых процессов в пределах установленных лимитов и сверх них. Несмотря на традиционность этих механизмов, они достаточно динамичны, а потому могут вести к дополнительным издержкам или выигрышам для предприятий, что в целом позволяет варьировать поиск эффективных взаимосвязей поставляющей водные ресурсы и принимающей водосбросы водохозяйственной системы.

Таким образом, принципами экономической системы, стимулирующей ответственность за нерациональное водопользование, могут быть:

• штрафные санкции, зависящие не только от объемов сбросов загрязняющих веществ, но и от уровня загрязнения и наносимого вреда экосистеме, от концентрации сбросов, временного периода, периодичности загрязнения водного бассейна. При насыщенности водоемов загрязняющими веществами предполагается решать, что рациональнее: прекращать сбросы или добиваться их минимума, что и как должно регулироваться экономическими или административными рычагами. Штрафные санкции предполагается ориентировать на взвешенные по водному бассейну и по отдельному объекту интегральные показатели загрязнений. При превышении их средних величин хозяйствующий субъект будет принимать на себя связанные с этим дополнительные затраты на компенсацию ущерба. Расширение или ввод новых производств, как правило, увеличивает нагрузку на водохозяйственную систему, что ставит задачу формирования эффективных финансовых механизмов защиты и воспроизводства водных ресурсов, направленных на приоритетность неухудшения состояния водных объектов;

• введение в практику водопользования единых норм водопользования. Всякая открытая водная система имеет конечное движение водных масс — в морях, озерах. Конечные пункты стока всех вод принимают всю массу воды, становятся окончательным свидетельством всех недостатков водоохранной деятельности. В этот водный бассейн поступают водосливы часто не одного ре-

© В.С. Кулик, 2010

гиона или даже государства, а нескольких. Поэтому целесообразно, чтобы режимные нормы для этих стран и регионов были идентичны и утверждены международными соглашениями.

Рыночные факторы предполагают реализацию конкуренции, создание равных условий водопользования для всех водопотребителей при выполнении ими стандартных условий по нагрузке на экосистему. При увеличении такой нагрузки, в том числе при появлении новых агентов, может вырасти финансовая составляющая затрат на водопользование. Совместно хозяйствующие субъекты должны найти способы снижать издержки производства.

В настоящее время наблюдается отсутствие экономически эффективных технологий в сфере обеспечения процесса рационального водопользования, позволяющих предприятиям, с одной стороны, качественно очищать сбрасываемые или используемые в производстве воды (т.е. в соответствии с принятыми стандартами и нормативами), а с другой стороны, получать достаточную прибыль. Это приводит к отсутствию эффективных стимулов к активному сокращению выбросов и сбросов в водную среду и требует проведения дополнительных исследований в области поиска и экономического обоснования эффективных технологий по очистке воды.

Возрождение бассейнов рек предполагает проведение комплекса исследовательских работ, охранных мероприятий на водосборе и основных источниках загрязнения. Министерством природных ресурсов разработана и апробирована методика, включающая следующий обязательный комплекс работ:

♦ гидрологические и геологические изыскания, которые позволяют оценить водный баланс реки для принятия решений по срокам и технологии очистки ее русла;

♦ инженерно-геологические работы с целью оценки мощности загрязнений донных отложений, определения участков их распространения для принятия решений по способам и объемам очистки в зависимости от воздействия конкретных производств;

♦ гидробиологические и токсикологические изыскания для анализа возможности самоочищения рек и других водоемов от техногенного воздействия и принятия решения о необходимости очистки от донных отложений;

♦ физико-механические исследования загрязненных донных отложений, позволяющие определить свойства грунтов для оценки риска вторичных загрязнений и выбора средств гидромеханизации при удалении донных осадков, расчета оптимальной емкости отстойников;

♦ анализ химического и физического состава сточных вод промышленных предприятий — источников загрязнения, на основе которого разрабатывается программа мероприятий по очистке сточных вод и снижению уровня нагрузки на водные объекты.

Потребление воды определяется как объем воды, используемый отраслью, минус ее сброс.

Индикаторы водного потребления. Определим полное потребление воды секторами как сумму прямого и косвенного потребления. Прямое потребление отрасли I — количество воды, потребляемое ею для удовлетворения внешнего по отношению к рассматриваемой системе отраслей спроса на продукцию отрасли (или ее ассортиментного вектора), равно шл*у1 ; косвенное потребление отрасли I — количество воды, потребляемой отраслью], чтобы произвести продукцию, требуемую отраслью I для удовлетворения ее ассортиментного вектора.

Определим следующие индикаторы:

♦ прямое водное потребление на произведенную единицу продукции;

♦ косвенное водное потребление на произведенную единицу продукции;

♦ полное водное потребление.

Рассмотрим данные о количестве воды, потребляемой непосредственно каждым сектором, в кубических метрах. Получим вектор прямого водного потребления (щ,). Взяв продукцию, произведенную каждым сектором, получаем вектор произведенной каждой отраслью продукции (х), элементы которого выражены в денежных единицах. Это позволяет вычислить индикатор полного прямого потребления на произведенную единицу (щ,), который определен как количество воды, потребляемое непосредственно каждым сектором на единицу произведенной продукции, и который представлен вектором, каждый элемент которого определен следующим образом:

М, * = "М./х

а а I.

Общее потребление воды может быть найдено как индикатор воды, потребленной прямо, умноженный на количество произведенной каждой отраслью продукции:

Таким образом, wm определяет отношение общего объема воды, потребляемой на каждую единицу произведенной продукции, к количеству воды, потребляемой прямо при производстве единицы продукции. Далее можно определить показатель косвенного водного потребления (М), вычитая единицу из этого мно жителя:

= ш*/ш*-1.

Этот новый индикатор определяет, сколько воды используется косвенно данной отраслью на каждую единицу воды, используемую непосредственно, для удовлетворения ассортиментного вектора.

Можно также определить Ш = (Е-0)-,ш*у — матрицу межотраслевых водных отношений, в которой сумма столбцов обозначает для каждой отрасли полное потребление воды этой отраслью для удовлетворе-

ТЕRRА ECONOMICUS ^ 2010 ^ Том 8 № 4 Часть 3

ТЕRRА ECONOMICUS ^ 2010 ^ Том 8 № 4 Часть 3

78

В.С. КУЛИК

ния ассортиментного вектора экономики. Если рассматривать эту матрицу по столбцам, то сумма каждого столбца отражает полное потребление воды отраслью ], или ж,., а полное потребление всей экономической системы в целом можно выразить как скаляр ж, = .

Понятие потребления ресурса предполагает невозможность его потребления в дальнейшем для определенных целей. При этом ресурс может быть как потреблен физически, так и испорчен. В случае с водой можно видеть оба этих типа потребления, когда наряду с безвозвратным использованием происходят сбросы загрязненной воды, не отвечающей по своим свойствам предъявленным к этому ресурсу требованиям по причине произошедших с ним физико-химических изменений.

Данные по использованию свежей воды были взяты из Государственного доклада «О состоянии и об охране окружающей среды Ростовской области в 2008 году» [1].

При этом для расчета прямого потребления воды из объема использованной отраслями экономики воды вычиталась сумма сброса чистой и нормативно очищенной воды, а именно незагрязненной (загрязненная вода рассматривалась как безвозвратно использованная). Оборотно- и повторно-последовательная используемая вода, а также потери воды при ее транспортировке как использованная вода не рассматривались.

Для расчета прямого потребления воды на единицу продукции использовались данные системы таблиц «Затраты-выпуск» Ростовской области в основных ценах за 2008 г., в частности данные об объеме использованной продукции в симметричной таблице «Затраты-выпуск».

Таблица 1

Прямое потребление воды и использование отечественной продукции в Ростовской области в 2008 г.

Сектор Прямое потребление воды, тыс. м3 Всего использовано продукции отечественного производства в основных ценах, руб.

Промышленность 10705,01 7321265769

Сельское хозяйство 6840,5 1074102700

Жилищно-коммунальное хозяйство 12154,1 558262400

Остальные отрасли экономики 219,35 9989337100

Всего 29918,96 18942967969

Итак, помимо прямого потребления свежей воды на единицу продукции, которое можно достаточно легко вычислить на основе имеющихся статистических данных, некоторые отрасли экономики отличаются также значительным косвенным потреблением воды, которое при обычном эколого-экономическом анализе воздействия отраслей экономики на окружающую среду в расчет не принимается. Множитель прямого потребления воды для каждой отрасли, согласно определению, отражает отношение полного потребления воды в отрасли на единицу продукции к количеству воды, потребленной прямо на единицу продукции.

Таблица 2

Индикаторы потребления воды в 2008 г.

Сектор Множитель прямого потребления воды Показатель косвенного потребления воды

Промышленность 2,5 1,5

Сельское хозяйство 1,4 0,4

Жилищно-коммунальное хозяйство 1,1 0,1

Остальные отрасли экономики 53,8 52,8

Показатель косвенного потребления воды для каждой отрасли определяет, сколько воды используется косвенно данной отраслью на каждую единицу воды, используемую прямо, для удовлетворения ассортиментного вектора. Промышленность, например, на каждый м3 потребленной прямо воды потребляет косвенно 1,5 м3, а остальные отрасли экономики — 52,8 м3. Можно сделать вывод, что при увеличении прямого потребления воды в данных отраслях за счет повышения спроса на их продукцию при условии сохранения технологий производства полное потребление воды в них возрастет согласно приведенным коэффициентам. Сравнительно небольшое прямое потребление может привести к недооценке влияния этих отраслей на окружающую среду, если не учитывать косвенное потребление этих отраслей.

Для прогнозной оценки степени воздействия выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферный воздух на поверхность водоема в городской среде необходимо использовать математическую модель, описывающую степень влияния изменения приводной концентрации ЗВ на снижение ущерба окружающей среде при изменении уровня материальных и организационных затрат.

Значительная часть осевших на земную городскую поверхность ЗВ поступает с дождевыми и талыми водами в водоемы и реки. Для объективной оценки влияния ЗВ на подстилающую поверхность можно

использовать степень загрязненности городских водоемов. Кроме этого, для подавляющего большинства вредных веществ установлены предельно допустимые концентрации в воде. За целевую функцию следует принять функциональную зависимость суммы предотвращенных экологических ущербов водным ресурсам У от затрат и реализуемых мер по снижению негативного воздействия источников промышленных и автотранспортных выбросов в атмосферу вблизи водоема З..

На качество воды водоемов, расположенных в городской черте, воздействуют различные факторы [2]. Однако проблема определения ущерба водоемам при воздействии на них загрязняющих веществ в атмосфере исследована недостаточно. Вероятная причина этого кроется в предположении о незначительной доле такого влияния по сравнению с воздействием загрязненных сточных вод. Однако по данным, приведенным в работах [4], до 20% выброшенных в атмосферу ЗВ попадают во внутригородские водоемы, поэтому знание уровня снижения качества воды является весьма значимой информацией.

Если принять за потребительскую стоимость водных ресурсов водоема соответствие воды из него показателям воды на технологические нужды предприятий, на рыбохозяйственное или рекреационное назначение, то эта обобщенная целевая функция позволит определить граничные условия и требуемые параметры водоема с учетом процессов биологического самоочищения.

Снижение качества природной воды в результате воздействия 3В, поступающих в воду из источников, расположенных вблизи водоема, и городского автотранспорта может достигать 20% из-за общих выбросов оксидов азота, диоксида серы, сажи, формальдегида, бенз(а)пирена, органической и неорганической пыли, аэрозолей металлов и пр.

Использование в эколого-экономических показателях величин имеет ряд преимуществ:

• появляется возможность получать весьма простые итоговые зависимости на основе ограниченного числа числовых значений;

• уменьшается число аргументов задачи, и анализ становится более наглядным;

• упрощается проверка решения на достижение оптимума.

Процесс оздоровления водных бассейнов рек предполагает следующие направления: снижение токсичности стоков до уровня ПДК, разработка технологий их очистки, а также механическое удаление верхнего слоя ила на всех локальных участках загрязнения. Целесообразно удалять только верхний слой речных осадков (текучей и текуче-пластичной консистенции) и проводить удаление ила на участках реки, примыкающих к крупным промышленным предприятиям или другим источникам загрязнения, вниз по течению на расстояние около 2 км. Тугопластичные илы и нижележащие суглинки являются надежным экраном для предотвращения фильтрации речных вод в подземные горизонты. Данные мероприятия максимально эффективно способствуют оздоровлению речных бассейнов не только в текущий момент времени, но и в долгосрочной перспективе, поэтому являются наиболее рациональными с точки зрения производимых затрат и получаемых эколого-экономических выгод. В частности, приведенная в диссертации оценка эффективности проведения дноуглубительных работ рек Маныч и Подпольная на участке от устья реки до плотины Усть-Манычского гидроузла, а также мероприятия по строительству рыбоходного канала и расчистке р. Подпольная позволяют сделать вывод о том, что данные мероприятия приведут к существенному повышению эффективности естественного воспроизводства ценных видов рыб. При этом рыбопродуктивность нерестилищ рек Маныч и Подпольная повысится с 1,1 ц/га на 4,1 ц/га и достигнет величины 5,2 ц/га.

ЛИТЕРАТУРА

1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Ростовской области в 2008 году». Ростов-на/Д, 2009. Система таблиц «Затраты-выпуск» Ростовской области за 2008 год: Стат. сборник. Ростов-н/Д, 2009.

2. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М.: Госкомитет РФ по охране окружающей среды, 2001.

3. Шаров С.Ю. Учет экологического фактора в рамках системы макроэкономической информации (на примере водных ресурсов): Дис. ... канд. экон. наук. М., 2005.

4. Яковлев С.В. и др. Рациональное использование водных ресурсов. М.: Высшая школа, 1991.

5. Alonso E. An Input-Gutput Model of Water Consumption: Analysing Intersectoral Water Relationships in Andalusia. Seville, 2005.

6. Leontief W. Environmental Repercussions and the Economic Structure: An Input-Output Approach // Review of Economic Statistics. 1970. Vol. 52. P. 262-271.

7. Proops J.L. Energy intensities, Input-output analysis and economic development // Ciaschini Input-output analysis current developments. M., 1998. P. 201-215.

8. Sanchez Chaliz J., Bielsa J., Arrojo P. Water Quality as a Limiting Factor: Concepts and Applications to the Mid-ЕЬго Valley. Zaragoza, 1998.

ТЕRRА ECONOMICUS ^ 2010 ^ Том 8 № 4 Часть 3