Метою досліджень є вирішення актуальної проблеми підвищення рівня екологічної безпеки поверхневих ПТГЕС шляхом розроблення науково-методологічних основ природно-техногенної безпеки поверхневих гідроекосистем із встановленням просторово-часових закономірностей зміни параметрів безпеки гідроекосистем у межах Карпатського регіону для обґрунтування допустимих рівнів впливу техногенної діяльності, заходів стабілізації та поліпшення стану довкілля. Відповідно до поставленої мети в роботі вирішувалися завдання: - аналізу світового досвіду та тенденцій розвитку сталого збалансованого водокористування, методів дослідження природно-техногенної безпеки гідроекосистем та оцінки техногенних впливів на їх стан, способів оцінки екологічного ризику; - розробки науково-методологічних основ екологічної безпеки ПТГЕС на засадах сталого збалансованого водокористування з використанням кількісної і якісної складової буферної здатності гідроекосистем; - розробки наукових методів дослідження якісної і кількісної складової природно-техногенної безпеки гідроекосистем, що включає розроблення способів комплексної оцінки якісних і кількісних параметрів безпеки, збалансованого водокористування, обґрунтування природно-техногенного ризику водокористування та визначення рівнів безпеки; - проведення комплексної оцінки параметрів якісної і кількісної складової природно-техногенної безпеки гідроекосистем для всіх пунктів спостережень державної системи моніторингу Карпатського регіону з розробленням на цій основі картографічних моделей у геоінформаційному середовищі просторового розподілу показників якісної складової природно-техногенної безпеки гідроекосистем; - встановлення функціональних закономірностей просторового розподілу якісної і кількісної складової природно-техногенної безпеки для гідроекосистем Карпатського регіону з метою визначення її норми в будь-якому створі; - дослідження та встановлення багаторічних і внутрішньорічних тенденцій та закономірностей часового розподілу якісної і кількісної складової природно-техногенної безпеки гідроекосистем Карпатського регіону з обґрунтуванням просторово-часового взаємозв'язку кількісних і якісних показників природно-техногенної безпеки теоретично ідеально наближених до природних гідроекосистем; - обґрунтування стратегічних напрямків та технічних рішень для підвищення рівня природно-техногенної безпеки гідроекосистем Карпатського регіону на основі аналізу проблем водозабезпечення населення та оцінки екологічної ефективності різних проектних варіантів технічних систем у межах гідроекосистем з упровадженням отриманих наукових результатів для різних інвестиційних проектів господарської діяльності. Об'єкт дослідження - процес взаємодії техногенної діяльності і поверхневих гідроекосистем в межах Карпатського регіону України. Зміст ВСТУП 6 РОЗДІЛ 1. СТАН ПРОБЛЕМИ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННОЇ БЕЗПЕКИ ПОВЕРХНЕВИХ ГІДРОЕКОСИСТЕМ 17 1.1 Світовий досвід та сучасний науковий погляд на проблему сталого збалансованого водокористування 17 1.2 Аналіз існуючої законодавчої та нормативно-правової бази України і світові досягнення у нормативах якості води 27 1.3 Досвід оцінки якісних параметрів гідроекосистем 36 1.4 Співвідношення понять природно-техногенна безпека і екологічний ризик, типізація екологічного ризику 43 1.5 Аналіз існуючих методів екологічної оцінки технічних систем 51 1.6 Кількісні параметри природно-техногенних гідроекосистем Українських Карпат та стан їх вивченості . 57 1.7 Проблеми природно-техногенної безпеки гідроекосистем Карпатського регіону 69 Висновки до розділу 87 РОЗДІЛ 2. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОПЧНІ ЗАСАДИ ПРИРОДНО- ТЕХНОГЕННОЇ БЕЗПЕКИ ГІДРОЕКОСИСТЕМ 90 2.1 Розвиток системного підходу до вивчення гідросфери 90 2.1.1 Обґрунтування напрямку "конструктивна гідроекологія" 90 2.1.2 Обґрунтування поняття "гідроекологічне середовище" 97 2.1.3 Гідроекосистеми, їх властивості і типізація 104 2.2 Природно-техногенні гідроекосистеми, їх властивості і класифікація 110 2.3 Буферна здатність гідроекосистем і потенціал екологічної безпеки 125 2.4 Концепція екологічної безпеки ПТГЕС 134 Висновки до розділу 147 РОЗДІЛ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКІСНОЇ СКЛАДОВОЇ ПРИРОДНО- ТЕХНОГЕННОЇ БЕЗПЕКИ ГІДРОЕКОСИСТЕМ 149 3.1 Комплексний індекс потенціалу якості - основа дослідження якісної складової безпеки гідроекосистем 149 3.2 Закономірності просторових змін якісної складової безпеки гідроекосистем 154 3.2.1 Моделювання просторової змінності на прикладі природоохоронної території Карпатського національного природного парку 154 3.2.2 Закономірності просторового розподілу комплексного індексу потенціалу якості в гідроекосистемах Дністра, Прута, Тиси Карпатського регіону 168 3.3 Закономірності часових змін якісних параметрів безпеки гідроекосистем 202 3.3.1 Багаторічні тенденції і закономірності 202 3.3.2 Внутрішньорічні тенденції і закономірності 212 Висновки до розділу 222 РОЗДІЛ 4. ДОСЛІДЖЕННЯ КІЛЬКІСНОЇ СКЛАДОВОЇ ПРИРОДНО- ТЕХНОГЕННОЇ БЕЗПЕКИ ГІДРОЕКОСИСТЕМ ТА ЕКОЛОГІЧНОГО РИЗИКУ 225 4.1 Визначення і аналіз кількісної складової природно-техногенної безпеки гідроекосистем 225 4.1.1 Просторові закономірності розподілу кількісної складової гідроекосистем Карпатського регіону 225 4.1.2 Закономірності часових змін кількісної складової природно-техногенної безпеки гідроекосистем 240 4.2 Моделювання взаємозв'язку параметрів кількісної і якісної складової природно-техногенної безпеки гідроекосистем 251 4.3 Формалізована модель збалансованого водокористування 258 4.4 Методологія оцінки природно-техногенного ризику водокористування з річкових екосистем 268 4.5 Управління природно-техногенною безпекою і ризиками 280 Висновки до розділу 292 РОЗДІЛ 5. ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДОЛОГІЇ НА ОБ'ЄКТНОМУ РІВНІ БЕЗПЕКИ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ ДЛЯ ГІДРОЕКОСИСТЕМ 295 5.1 Методи вибору критеріїв оптимізації технічних систем для забезпечення екологічної безпеки ПТГЕС 295 5.2 Модель відстані для оцінки гідроекологічної безпеки технічних систем 301 5.3 Перетворення часткових екологічних показників для підвищення рівня природно-техногенної безпеки гідроекосистем З09 5.4 Застосування теорії і методів оцінки природно-техногенної безпеки гідроекосистем на передпроектних стадіях будівництва технічних систем 315 5.5 Природно-техногенна безпека гідроекосистем при будівництві малих ГЕС в Карпатському регіоні 325 5.5.1 Загальна експертна оцінка безпечності впливу технічного об'єкту на гідроекосистему 325 5.5.2 Визначення кількісної складової природно-техногенної безпеки 327 5.5.3 Оцінка якісної складової природно-техногенної безпеки 332 5.5.4 Оцінка ризиків природно-техногенної безпеки та ефективності різних варіантів проектування 334 5.6 Природно-техногенна безпека гідроекосистем при будівництві туристичних комплексів 340 5.6.1 Характеристика техногенної діяльності за проектом 340 5.6.2 Оцінка варіантів технічних рішень водоспоживання курорту "Чорногори" 342 5.6.3 Заходи щодо забезпечення природно-техногенної безпеки гідроекосистеми р. Бистрець в життєвому циклі туристичного комплексу "Чорногори" 352 5.7 Пріоритети природно-техногенної безпеки гідроекосистем Карпатського регіону 353 5.8 Стратегія підвищення рівня природно-техногенної безпеки гідроекосистем Прикарпаття 357 Висновки до розділу 363 ВИСНОВКИ 365 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 370 ДОДАТОК А 406 ДОДАТОК Б 418 ДОДАТОК В 423 ДОДАТОК Г 426