Качество водных ресурсов как фактор регионального стратегирования

DOI:

Цитирование. Косолапова Н. А., Матвеева Л. Г., Чернова О. А. Качество водных ресурсов как фактор регионального стратегирования // Региональная экономика. Юг России. 2019. Т. 7, № 1. С. 143–153. DOI: https://doi. org/ 10.15688/

Постановка проблемы

Важнейшим принципом концепции устойчивого стратегического развития для большинства стран является обеспечение сбалансированности социально-экономической и пространственной природно-антропогенной сферы регионов в интересах настоящих и будущих поколений. Данный принцип отражен и в проекте Стратегии социально-экономического развития Ростовской области на период до 2030 г., основные идеи которой сформулированы с позиций консолидации региональных ресурсов в направлениях реализации потенциала внутренних сильных сторон и получения социальноэкономических эффектов для региональной системы. В значительной степени задачи рационального использования внутреннего ресурсного потенциала имеют отношение к водным ресурсам, являющимся неотъемлемым элементом жизнедеятельности и обеспечивающим наибольший мультипликативный эффект в региональной экономике. При этом важнейшей задачей является гарантированное обеспечение регионального хозяйства такими водными ресурсами, которые имеют установленные качественные характеристики , необходимые для удовлетворения нужд населения, а также для использования в воспроизводственных процессах территории.

В региональных стратегиях социально-экономические интересы региона, как правило, ориентированы на повышение качества и уровня жизни населения. Рассмотрение качества водных ресурсов как важнейшего фактора регионального стратегирования обусловлено тем, что эффективность управления водохозяйственным комплексом территории непосредственно коррелирует с основными параметрами ее социально-экономического развития. Однако на сегодняшний день большинство водных ресурсов в регионах России относится к категории грязных или экстремально грязных. Качество питьевой воды не соответствует санитарно-эпидемиологическим требованиям, а удельный вес населения, обеспеченного недоброкачественной питьевой водой, составляет более 7%. Высокий уровень загрязненности воды во многом определяет появление структурных проблем в экономике регионов, а также приводит к обострению социальной напряженности и конфликтогенности. Кроме того, деятельность хозяйствующих субъектов и антропогенная нагрузка на водные объекты отрицательно влияют на региональную экологическую систему, приводят к необратимым для нее последствиям. Поэтому для принятия эффективных тактических и стратегических решений в отношении регионального развития необходимо иссле- дование роли и значения процессов управления качеством водных ресурсов в системе регионального стратегирования. Вышесказанное определило выбранную проблематику и постановку цели данной статьи – исследование процессов управления качеством водных ресурсов, рассматриваемых как основной фактор социальноэкономического развития региона, в системе регионального стратегирования, а также разработка инструментарно-информационного сопровождения данных процессов.

Состояние и тренды развития водохозяйственного комплекса Юга России

Проанализировав состояние и тренды развития водохозяйственного комплекса бассейна реки Дон, являющегося основным стратегическим источником водных ресурсов в регионе, можно отметить следующее. Несмотря на то что в целом в России уровень обеспеченности населения питьевой водой, отвечающей требованиям безопасности, растет, в Ростовской области данный показатель имеет тенденцию к снижению (рис. 1).

Одновременно в области качество воды в сетях водоснабжения является довольно низким: более 30 % проб воды не соответствует санитарно-химическим показателям, и около 3 % – микробиологическим показателям, установленными санитарными требованиями.

По мнению экспертов, основными причинами, определяющими высокий уровень загрязнения воды, являются: плохое состояние очистных сооружений, отсутствие водосберегающих технологий в деятельности промышленных предприятий, предприятий сельского хозяйства, неправильное размещение водозаборных сооружений и пр. При этом особо подчеркивается, что качество водных ресурсов в значительной степени зависит от эффективности системы мониторинга сброса промышленных сточных вод, поскольку определяет оперативность реагирования на возникающие угрозы загрязнения водных объектов. Однако, например, в Ростовской области мониторинг водных ресурсов проводится только на 12 из 26 водных объектов.

В этой связи следует подчеркнуть методологическую значимость проблемы организации эффективной системы управления качеством региональных водных ресурсов как фактора стратегического развития территории. Отметим, что в существующих публикациях оценка качества водных ресурсов не рассматривается в привязке к стратегическим задачам водообеспе-чения региональных программ и носит исключительно тактический характер. По мнению авторов, сопряженное решении задач управления качеством региональных водных ресурсов с задачами социально-экономического развития региона позволяет выявить тенденции водообес-печения и использования водных ресурсов как в отраслевом, так и в территориальном разрезе, что может стать основой для рационального управления водопотреблением в соответствии со стратегическими перспективами регионального развития.

Заметим, что с учетом императивов неоиндустриализации важно не только осознавать особенности отраслевого водопотребления региональных экономик, но и ориентироваться на использование новых технологий, связанных со снижением уровня загрязнения водных ресурсов. Это означает, что при удовлетворении заявок на водопользование наряду с учетом пока-

Рис. 1. Доля населения, обеспеченного питьевой водой, отвечающей требованиям безопасности, в общей численности населения, %

Примечание. Составлено авторами по данным Росстата.

зателей социально-экономического развития региона необходимо учитывать показатели качества водных объектов, а также показатели их загрязнения отдельными производствами, что позволит проводить продуманную экологическую политику. Для иллюстрации тезиса приведем данные о сбросе загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты в регионах Юга России (рис. 2).

Из приведенных данных видно, что наибольший уровень загрязнения имеют регионы, отличающиеся более высоким уровнем промышленного развития. В то же время использование водосберегающих технологий, в том числе связанных с активным применением технологий оборотного и последовательного водоснабжения (рис. 3), позволило снизить уровень загрязнения водных ресурсов в Волгоградской и Ростовской областях.

Рис. 2. Показатель сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты в регионах Юга России, млн м3

Примечание. Составлено авторами по данным Росстата.

	Республика Адыгея	Республика Калмыкия	Краснодарский край	Астраханская область	Волгоградская область	Ростовская область
■ 2010	29	1	1195	295	1866	2014
■ 2011	28	0	1475	261	1503	3464
■ 2012	28	0	1903	243	1600	3895
■ 2013	28	0	1885	72	1564	3743
■ 2014	28	0,2	1837	229	1418	3758
■ 2015	28	0,2	1706	246	1433	3636
■ 2016	28	0,1	1764	513	1377	4805

Рис. 3. Показатель объема оборотной и последовательно используемой воды в регионах Юга России, млн м3

Примечание. Составлено авторами по данным Росстата.

Методы и подходы к оценке качества водных ресурсов в региональном стратегировании

Как показывает анализ современной научной литературы, а также практики управления водохозяйственными бассейновыми комплексами, в настоящее время в региональном стратегировании при оценке качества водных ресурсов преобладает функционально-экологический подход. Согласно данному подходу, качество воды определяется на основе характеристик их физико-химических свойств [Шикломанов, Бабкин, 2011; Loukas, Mylopoulos, Vasiliades, 2007; Niua et al., 2016]. В отдельных методиках набор показателей, определяющих данные свойства, является различным. Характеристика основных подходов к оценке качества водных ресурсов представлена в таблице 1.

Общим для всех приведенных подходов является то, что они не учитывают различные потребности отдельных типов водопользователей (население, промышленные объекты, сельское хозяйство, рекреационный комплекс и т. д.) в воде определенного качества. Согласно всем методи- кам, вода считается некачественной и непригодной к использованию для всех категорий водопользования, если показатели концентрации установленных вредных веществ превышают предельно допустимые. Другой особенностью приведенных методик является то, что каждая из них предполагает проведение сложных вычислительных действий.

Моделирование комплексной оценки качества воды как стратегического ресурса

Для решения задач регионального стратеги-рования авторы предлагают оценку качества водных ресурсов проводить в соответствии с критериями загрязненности водных ресурсов, установленными для каждой категории водопользователей. Для этого возможно применение аппарата нечеткой логики. Использование данного инструментария позволяет моделировать параметры регионального развития в двух режимах – в режиме дифференцированной оценки качества водных ресурсов и в режиме комплексной оценки.

Задача формирования модели для первого режима – режима дифференцированной оценки –

Таблица 1

Подход	Сущность подхода к определению качества водных ресурсов	Показатели оценивания
Подход на основе расчета гидрохимического индекса загрязненности воды	На основе значения средней доли превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) по установленным показателям	Показатели концентрации компонентов, определяемые для каждого типа объектов
Подход на основе расчета показателя химического загрязнения	На основе значения превышения значений предельной нормы по установленным 10 соединениям	Показатели присутствия в воде установленных химических соединений
Комбинаторный подход к определению индекса загрязненности	На основе значения фактической концентрации в ней загрязняющих элементов	Число случаев превышения установленных параметров концентрации загрязняющих элементов
Методика НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана	На основе 4 критериев вредности	Санитарный режим, органолептические свойства, опасность санитарнотоксикологического загрязнения, эпидемиологические показатели
Метод В.П. Емельяновой для классификации качества вод	На основе значений определенного числа показателей, превышающих свой уровень концентрации	Показатели концентрации отдельных видов вредных веществ
Подход на основе оценки экотоксикологических показателей	На основе показателей наличия в воде токсических веществ	Показатели превышения концентрации определенных токсических веществ к их предельно допустимым концентрациям
Комплексная оценка загрязненности воды по Г.Т. Фрумину и Л.В. Баркану	На основе среднего геометрического значения частных показателей	Функция желательности Харингтона

Примечание. Составлено авторами по: [Гагарина, 2009; Емельянова, Данилова, 1980; Моисеенко и др., 2010;

Фрумин, 1998].

Характеристика подходов к оценке качества водных ресурсов

может быть сформулирована следующим образом.

Качество водных ресурсов в створе водохозяйственного участка может быть описано вектором P = ( p 1 , p 2 ,..., p n ), где p_t , i = 1, n - параметры, устанавливаемые по отдельным показателям степени загрязненности. Например, в качестве таких параметров могут быть использованы следующие: p ₁ – «показатель растворенного кислорода», p ₂ – «показатель растворенных сульфатов», p ₃ – «показатель растворенных хлоридов» и пр. Для каждого множества показателей p _t е P, i = 1, n устанавливается определенная характеристика, которая характеризует качество воды: условно чистая, слабо загрязненная, загрязненная, грязная, экстремально грязная. В результате для каждой лингвистической переменной формируется универсальное множество U_i . Оценка качества водных ресурсов может быть задана в виде системы уравнений, явно описывающих семантику лингвистических переменных, где функция принадлежности ц K ₍ p ) : U , - ^ [0,1].

Оценка качества воды проводится экспертами, которыми выступают специалисты-профессионалы. Эксперты определяют набор правил вывода, на основе которых выводится интегральное значение показателя качества водных ресурсов. Кроме того, они формируют различные комбинации классов показателей, набор которых по- зволяет дать оценку состояния водных ресурсов и отнести к определенному классу загрязнения.

При использовании второго режима – режима комплексной оценки качества водных ресурсов – возможна ее коррекция в части определения правил вывода, а также самих оценок по индивидуальным показателям в соответствии с потребностями конкретных водопользователей. Кроме того, в модели возможны изменения перечня гидрохимических характеристик водных ресурсов. Другими словами, комплексный показатель качества водных ресурсов определяется совокупностью гидрохимических показателей, непосредственный состав которых предлагается экспертами.

Более подробно описание модели оценки качества водных ресурсов в регионе, а также ее апробация на примере водохозяйственного комплекса Нижнего Дона представлены в работе [Косолапова, 2014].

Важной особенностью представленной авторской модели оценки качества региональных водных ресурсов является то, что она, в отличие от существующих, позволяет оценить степень загрязненности воды с учетом различных требований отдельных групп потребителей к содержанию в ней вредных веществ, то есть по отдельным коэффициентам комплексности. Концептуальное представление данной модели приведено на рисунке 4.

Как известно, основной характеристикой нечетких множеств выступает функция принад-

Рис. 4. Модель комплексной оценки качества воды

Примечание. Разработано авторами.

лежности, которая участвует во всех операциях нечеткого вывода. Поэтому одним из основных вопросов построения данной модели является измерение «нечеткости». В роли выходной лингвистической переменной выступает переменная. Решение данной задачи осуществляется на основе аналитического выражения термов лингвистической переменной Kategoria (табл. 2).

На основании данных о параметрах загрязненности воды определяется интегральный коэффициент комплексности. Как было отмечено ранее, количество входных переменных и их диапазон, а также параметры содержания в воде определенных химических веществ могут варьироваться в зависимости от индивидуальных потребностей водопользователей. Непосредственный состав используемых в модели показателей, а также критерии загрязненности определяются экспертами.

Система управления качеством водных ресурсов в региональном стратегировании

Учитывая стратегический характер получаемой информации, при рассмотрении пробле- матики управления качеством водных ресурсов как фактора регионального развития следует уделить внимание вопросам содержания информационного взаимодействия участников процесса регионального стратегирования, которое должно обеспечивать сбалансированное развитие водохозяйственного и производственно-хозяйственного комплекса региона в интересах социально-экономического развития территории (см. табл. 3).

Очевидно, что ключевые задачи стратегического развития регионального хозяйства должны определяться с учетом результатов оценки качества водных ресурсов. Данные ключевые задачи можно представить в виде следующих основных групп:

• 1)    обеспечение соответствия качества водных ресурсов отраслевой структуре экономики региона;

• 2)    обеспечение соответствия между прогнозируемыми объемами возможной к распределению между хозяйствующего субъектами региона воды определенного качества и ее стратегической потребности;

• 3)    рациональное распределение региональных водных ресурсов между хозяйствующими субъек-

• Таблица 2

Аналитическое выражение термов лингвистической переменной Kategoria

Терм	Аналитическое выражение функции принадлежности
I категория	^ II : U Kategoria ^ [0,1] H I ( и ,0.972,1,1.04) =	0, и <  0; и — 0.972             . ----------,0.972 <  и <  1; 1 - 0.972 1.04 — и .     /1 а л 1.04 — 1,1 <  и <  L04; 0, и >  1.04
II категория	Нш : U Kategoria ^ [0,1] H I ( и ,1.98,2,2.04) = <	0, и <  0; и — 1.98 1 оо      т ----------,1.98 <  и <  2; 2 — 0.972 2.04 — и 2.04 — 2,2 <  и <  2.04; 0, и >  1.04
III категория	Нш : U Kategoria ^ [0,1] H i ( и ,2.93,3,3.01) =•	0, и <  0; и — 2.93 --------,2.93 <  и <  3; 3 — 2.93 3.01 — и --------,3 < и <  3.01; 3.01 — 3 0, и >  3.01

Примечание. Составлено авторами с использованием разработанного инструментария.

тами при существующих нормативах к уровню загрязнения ими водных ресурсов, а также к качеству воды с позиций безопасности для населения;

• 4)    достижение баланса интересов всех субъектов региональной системы.

С учетом перечисленных групп задач сопряжение задач регионального стратегирования, где качество водных ресурсов выступает важнейшим фактором развития, и задач развития водохозяйственного комплекса региона схематично показано на рисунке 5. При этом эффективность и рациональность водопользования в региональных стратегиях можно рассматривать в следующих основных аспектах:

• 1)    экономическом: обеспечение устойчивости и сбалансированности развития экономики региона в модернизационном и инновационном контексте и с учетом приоритетности отраслей и сфер деятельности, в наибольшей степени определяющих специфику и формирующих профиль и статус региона;

• 2)    социально-экономическом: обеспечение определенного уровня и качества жизни населения на основе обеспечения процессов его жизнедеятельности водными ресурсами должного качества;

• 3)    демографическом: с позиций решения задач воспроизводства населения региона, в числе которых снижение уровня заболеваемости из-за использования загрязненной воды;

• 4)    экологическом: с точки зрения соблюдения экологического баланса в регионе.

Учитывая присущую процессам управления качеством водных ресурсов инерционность (временной лаг между фактическим обеспечением региональных объектов водными ресурсами надлежащего качества и принятием соответствующих планов), в постановке задач регионального стратегирования необходимо учитывать фактор времени, что выражается в следующем:

• – обеспечение потребителей «качественной» водой должно решать не только текущие проблемы (достижение тактических целей), но и создавать предпосылки для эффективного решения стратегических задач социально-экономического развития;

  – прогноз потребностей в водных ресурсах для реализации региональных отраслевых программ должен носить сценарных характер, поскольку наличие разнообразных рисков водопот-ребления в долгосрочном периоде позволяет по-

• Таблица 3

Субъект управления	Содержание информационного взаимодействия
Органы управления водными ресурсами – органы регионального управления	-    прогнозирование показателей водопользования в регионе; -    согласование стратегий развития водохозяйственного комплекса со стратегиями регионального развития; -    реализация мероприятий по охране водных ресурсов и обеспечению их качества; -    согласование деятельности отдельных ведомств, связанных с обеспечением определенного качества водных ресурсов, в том числе в условиях чрезвычайных ситуаций
Органы управления водными ресурсами – собственники водных объектов	-    определение целевых показателей и нормативов, учетно-аналитическая и контрольная деятельность; -    мониторинг использования и состояния водных ресурсов и гидротехнических сооружений; -    мониторинг состояния экологической подсистемы региона
Бассейновые советы – органы управления водными ресурсами – собственники водных объектов	-    информирование о результатах общественного обсуждения региональных проектов; -    экспертиза эффективности использования водных ресурсов региона, состояния его экологической подсистемы; -    экспертиза деятельности предприятий и отраслей на предмет их воздействия на качество водных ресурсов; -    оценка экологического эффекта (ущерба) при реализации инвестиционных проектов в регионе
Собственники водных объектов – водопользователи	-    установление тарифов на использование водных ресурсов; -    оценка и анализ водоемкости производства; -    контроль за соблюдением правил водопользования

Примечание. Составлено авторами.

Содержание информационного субъектно-объектного взаимодействия участников процесса регионального стратегирования

лучить прогнозируемые значения показателей качества воды с определенной степенью точности;

– при разработке сценариев регионального развития учитывать отмеченную выше тесную сопряженность процессов управления развитием водохозяйственного комплекса региона и управление развитием его хозяйственного комплекса.

Таким образом, с методологических позиций можно выделить ряд особенностей системы управления качеством водных ресурсов в региональном стратегировании:

– сложность задач сопряжения процессов управления водохозяйственным комплексом и стратегическим развитием регионального хозяйства, принимая во внимания используемый при этом бассейновый, а не региональный подход;

– необходимость формирования и принятия управленческих решений, связанных с рациональным распределением водных ресурсов определен- ного качества в тесной увязке с задачами стратегического развития отдельных отраслей и территориально-хозяйственных комплексов, имеющих приоритетное значение для экономики региона;

– инерционность процесса управления качеством водных ресурсов, определяемая спецификой данных ресурсов;

– необходимость согласования интересов (зачастую противоречивых и разнонаправленных) всех участников процесса распределения и использования водных ресурсов определенного качества;

– сложность и полиаспектность системы критериев оценки эффективности рационального управления водными ресурсами территории.

На рисунке 6 представлена примерная структура системы управления качеством водных ресурсов регионального хозяйства, рассматриваемых как фактор стратегического развития территории.

Рис. 5. Сопряженность задач регионального стратегирования и развития водохозяйственного комплекса региона Примечание. Составлено авторами.

Программно-целевой блок

• •    целеполагание относительно рациональности распределения и эффективности использования водных ресурсов региона в региональном хозяйстве;

• •    планирование способов достижения целей;

• •    мониторинг целевых параметров и процесса

Аналитический блок

• •    анализ отклонения фактических параметров распределения и использования водных ресурсов от желаемых в конкретный момент времени и в стратегической перспективе регионального развития

Блок мониторинга

• •    сбор информации о процессах распределения водных ресурсов и показателях их использования;

• •    оценка рациональности распределения водных ресурсов и эффективности их использования в регионе

Блок мониторинга

• •    выработка и реализация регулирующих воздействий

Рис. 6. Концептуальная схема структуры системы управления качеством водных ресурсов региона Примечание. Составлено авторами.

Заключение

Таким образом, система управления качеством водных ресурсов региона должна стать составным компонентом системы регионального стратегирования. Корректировка продукционных правил, по которым определяется категория качества воды в соответствии с индивидуальными потребностями водопользователей, возможна на основе использования предложенного инструментария поддержки принятия управленческих решений в региональном страте-гировании в отношении развития водохозяйственной системы территории. Предложенный модельный инструментарий позволяет управлять процессами повышения качества водных ресурсов в системе регионального стратегиро-вания на новом, интеллектуальном уровне. В работе дано концептуальное представление сопряженности задач регионального стратегирования и развития водохозяйственного комплекса региона, что позволило определить принципиальные структурные блоки системы управления качеством водных ресурсов как важным фактором регионального стратегирования.