Index of /rozprawy2/11117

Pełen tekst

(1)Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Katedra Górnictwa Odkrywkowego. Rozprawa doktorska. ZASTOSOWANIE SYSTEMU ROZMYTEGO DO WSPOMAGANIA WYBORU KIERUNKU REKULTYWACJI TERENÓW POEKSPLOATACYJNYCH KRUSZYW NATURALNYCH. mgr inż. Jadwiga Król-Korczak. Promotor: dr hab. inż. Edyta Brzychczy. Kraków, 2016 rok.

(2) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Podziękowania Serdeczne podziękowania pragnę skierować do Pani dr hab. inż. Edyty Brzychczy, za opiekę promotorską oraz pracę włożoną w to, aby niniejsza rozprawa przybrała obecny kształt. Przede wszystkim dziękuję za wiele wskazówek i umiejętność stawiania wymagań, za nieocenioną mądrość i cierpliwość oraz za otwartą myśl i zaangażowanie. Dziękuję Władzom Dziekańskim Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii AGH oraz Kierownikowi Katedry – Panu prof. dr hab. inż. Zbigniewowi Kasztelewiczowi za życzliwość i wyrozumiałość. Pani dr Marzenie Bieleckiej i Panu dr hab. Andrzejowi Bieleckiemu, prof. AGH, dziękuję za wprowadzenie w tajniki teorii systemów rozmytych. Osobne, równie ważne podziękowania składam moim Rodzicom i rodzinie, za ciągłą mobilizację, cierpliwość i wsparcie duchowe. Za to, że cieszyli się z moich sukcesów i pocieszali w chwilach zwątpienia. Dziękuję wszystkim, którzy okazali mi pomoc w umożliwieniu osiągnięcia celu, który sobie wyznaczyłam.. Jadwiga Król-Korczak. 2.

(3) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Spis treści WSTĘP .............................................................................................................................. 4 1.. ANALIZA STANU ZAGADNIENIA ................................................................................. 6 1.1. Rekultywacja terenów po górniczej eksploatacji złóż ...................................................... 6 1.2. Podstawowe definicje wykorzystane w pracy .............................................................. 10 1.3. Systematyka etapów i kierunków rekultywacji oraz czynników determinujących sposób jej wykonania ......................................................................................................... 12 1.3.1. Etapy rekultywacji ............................................................................................ 12 1.3.2. Kierunki rekultywacji......................................................................................... 14 1.4. Uwarunkowania procesu wyboru kierunku rekultywacji ................................................ 21. 2.. TEZA, CEL I ZAKRES PRACY ..................................................................................... 28. 3.. WPROWADZENIE DO TEORII SYSTEMÓW ROZMYTYCH ............................................ 30 3.1. Podstawowe pojęcia i definicje .................................................................................. 30 3.2. Parametry charakteryzujące zbiory rozmyte ............................................................... 38 3.3. Podstawowe operacje na zbiorach rozmytych ............................................................. 39 3.4. Systemy rozmyte .................................................................................................... 43. 4.. METODA. WSPOMAGAJĄCA. WYBÓR. KIERUNKU. REKULTYWACJI. TERENÓW. POEKSPLOATACYJNYCH KRUSZYW NATURALNYCH Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMU ROZMYTEGO ............................................................................................................ 52 4.1. Wyróżnienie czynników determinujących wybór kierunku rekultywacji ........................... 53 4.2. Identyfikacja możliwych wariantów rekultywacji.......................................................... 59 4.3. Opracowanie podstaw systemu rozmytego FSDR ......................................................... 64 4.3.1. Zdefiniowanie zbiorów rozmytych ....................................................................... 65 4.3.2. Przygotowanie bazy reguł rozmytych .................................................................. 85 4.3.3. Wybór schematu wnioskowania rozmytego oraz sposobu wyostrzania ..................... 91 4.4. Implementacja opracowanego systemu rozmytego FSDR do środowiska MATLAB ............ 93 5.. WERYFIKACJA OPRACOWANEJ METODY NA PRZYKŁADZIE WYBRANEGO ZŁOŻA KRUSZYW NATURALNYCH ...................................................................................... 100 5.1. Analiza systemu rozmytego FSDR ........................................................................... 113 5.1.1. Zmiana kształtów funkcji przynależności zdefiniowanych zbiorów rozmytych .......... 113 5.1.2. Zmiana w sposobie interferencji ....................................................................... 118 5.1.3. Zmiana sposobu wyostrzania ........................................................................... 119 5.1.4. Zmiana wartości wejściowych poszczególnych zmiennych .................................... 121. 6.. PODSUMOWANIE I WNIOSKI KOŃCOWE ............................................................... 128. 7.. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................... 131. 8.. SPIS TABEL I RYSUNKÓW ...................................................................................... 140. 3.

(4) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Wstęp Rekultywacja terenów poeksploatacyjnych jest nieodłącznym procesem związanym z właściwą gospodarką surowcami mineralnymi. Rekultywacja powinna pełnić rolę „sanitarną” polegającą na całkowitym wyeliminowaniu z rynku „nieestetycznego obiektu” z krajobrazu albo rolę „modernizacyjną” polegającą na tworzeniu nowych, przy tym bardziej efektywnych elementów przestrzeni pozwalając tym samym na uproduktywnienie terenów zdegradowanych działalnością górniczą. Jednocześnie dając możliwość. stworzenia. wartości. dodanej. dla. społeczeństwa. i. środowiska. przyrodniczego. Rekultywacja kopalń odkrywkowych bez względu na przyczynę: wyczerpanie się zasobów kopaliny czy też utratę rentowności wydobycia jest operacją złożoną i trudną do realizacji. Często zapomina się o fundamentalnej zasadzie, iż łatwiej jest zapobiegać niż naprawiać skutki nieprawidłowo prowadzonej rekultywacji, szczególnie w tak skomplikowanym i złożonym systemie jakim jest środowisko przyrodnicze. Dodatkowo, należy zauważyć, iż rekultywacja obejmuje problematykę wielobranżową, w której badania techniczne i przyrodnicze prowadzone są przez interdyscyplinarne zespoły badawcze, wymagające ścisłego skoordynowania działań. Wybór metody rekultywacji determinowany jest głównie właściwościami gruntu rekultywowanego, warunkami glebowo-klimatycznymi oraz względami ekonomicznymi. Mając na uwadze koszty prac w zakresie rekultywacji terenów poeksploatacyjnych, konieczne. jest. posiadanie. informacji. o. sposobie. jej. przeprowadzenia. oraz. możliwościach własnych w zakresie finansowania tych przedsięwzięć. Analizując. sposób. i. kierunek. rekultywacji. powstają. pytania:. jak. postępować. z zakładami górniczymi, w których proces eksploatacji dobiega końca? Jakie potrzeby należy uwzględniać w pierwszej kolejności: kwestię ekonomiczne, czy może potrzeby społeczności lokalnej? Jakich narzędzi użyć dla analizy poszczególnych zagadnień związanych z rekultywacją? Ostatecznie, jak powinien wyglądać proces wspomagający podejmowanie decyzji co do sposobu rekultywacji? Próbę odpowiedzi na powyższe pytania zawarto w treści pracy. Górnictwo z powodu skali przekształceń jakie powoduje, postrzegane jest negatywnie przez. społeczeństwo.. Pozyskiwanie. kopalin. metodą. odkrywkową. oraz. ich. przetwarzanie jest daleko idącą w konsekwencje ingerencją w środowisko. Kopaliny eksploatowane odkrywkowo (piaski, żwiry, iły, kamień budowlany i drogowy, wapienie, siarka, węgiel brunatny) są surowcami dla działalności wielu zakładów przemysłowych. Pozostałościami po odkrywkowej eksploatacji złóż są wyrobiska. W odniesieniu do działalności. górniczej. wyróżnia. się. cztery. zasadnicze. przyczyny. rekultywacji. (Kasztelewicz, Ptak 2011): 1. powstania szkody w wyniku działalności górniczej, 2. likwidacji zakładu górniczego, 3. zanieczyszczenia środowiska tzw. szkody w środowisku, 4. rekultywacji obiektów unieszkodliwiania odpadów przemysłu wydobywczego.. 4.

(5) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Ze względu na dużą liczbę kopalń oraz powszechność górnictwa surowców skalnych proces rekultywacji ma ogromne znaczenie dla właściwego kształtowania wizerunku branży górniczej w odbiorze społecznym. Niniejsza dysertacja dotyczy kopalń odkrywkowych kruszyw naturalnych żwirowo – piaszczystych ze względu na ich specyficzną bazę surowcową o dużym znaczeniu dla gospodarki, dużą liczbę złóż, lokalizację praktycznie na terenie całego kraju, a także ich atrakcyjność dla różnych form zastosowania w budownictwie, drogownictwie oraz szerokich możliwości sposobu rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Praca składa się z ośmiu rozdziałów i wstępu. W rozdziale pierwszym przeprowadzono analizę stanu zagadnienia z podaniem najważniejszych prac w tym zakresie i definicji dotyczących. problematyki. rekultywacji. terenów. poeksploatacyjnych. zakładów. górniczych. W świetle dotychczasowej wiedzy i dokonań w zakresie rekultywacji terenów poeksploatacyjnych złóż kruszyw żwirowo-piaszczystych sformułowano tezy i cele pracy w rozdziale drugim. Rozdział trzeci zawiera wprowadzenie do teorii systemów rozmytych. Przedstawiono w nim wybrane elementy teorii zbiorów rozmytych, stosowane funkcje przynależności oraz przykłady działań matematycznych wykonywanych na zbiorach rozmytych. Omówiono także wybrane zagadnienia z zakresu wnioskowania rozmytego. Część badawczą dysertacji zaprezentowano w rozdziałach czwartym i piątym. Rozdział czwarty. dotyczy. metody. wspomagającej. wybór. kierunku. rekultywacji. terenów. poeksploatacyjnych złóż kruszyw naturalnych. W rozdziale tym przedstawiono m.in. założenia dla opracowanej metody oraz koncepcję rozmytego systemu wnioskującego. Rozdział piąty jest poświęcony weryfikacji opracowanej metody na wybranym przykładzie.. Opracowany. system. rozmyty. do. wspomagania. wyboru. kierunku. rekultywacji, został zaimplementowany w środowisku MATLAB biblioteka „Fuzzy Logic Toolbox”,. a. jego. działanie. przedstawiono. na. przykładzie. wybranego. zakładu. górniczego. Podsumowanie i wnioski końcowe zawarte zostały w rozdziale szóstym pracy. Całość pracy uzupełniają spis literatury i materiałów źródłowych, spis rysunków i tabel.. 5.

(6) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. 1. Analiza stanu zagadnienia Rekultywacja na przestrzeni minionych lat w różny sposób była pojmowana i nie zawsze priorytetowo. traktowana.. Mając na. uwadze wielowiekowość i. głęboko. zakorzenioną tradycję górniczą na ziemiach polskich, można przytoczyć wiele przykładów rekultywacji. Jednym z prekursorów rekultywacji był Wojciech Bednarski – twórca terenu rekreacyjnego w nieczynnym wyrobisku kamieniołomu wapienia (Ostręga 2004). Zagospodarowanie nieczynnego wyrobiska traktowane jest jako fenomen tego rodzaju przedsięwzięcia z uwagi na to, iż zostało zrealizowane w latach 1884-1886, czyli czasach, kiedy nie było podstaw naukowych ani aktów prawnych dotyczących rekultywacji i zagospodarowania terenów poeksploatacyjnych. Na przełomie lat 50. i 60. XX w. powstały dwie odmienne koncepcje rozwiązań z zakresu rekultywacji. Były to: szkoła wrocławska – reprezentowana przez profesora Bolesława Świętochowskiego i szkoła krakowska – profesora Tadeusza Skawiny. Według Świętochowskiego (1966) jedynym i skutecznym sposobem włączenia terenów pogórniczych do produkcji rolniczej było selektywne urabianie poziomu próchniczego (nadkładu) i pokrywanie tą ziemią nieurodzajnych skał nadkładu na zwałowiskach. Natomiast Skawina twierdził, iż odtwarzanie gleb na poeksploatacyjnych terenach z wykorzystaniem ziemi próchniczej jest ekonomicznie i ekologicznie nieuzasadnione. Ostatecznie, podstawowym kierunkiem w związku z brakiem oczekiwanych rezultatów przeprowadzonych prób, uznano kierunek leśny, który do końca lat 70. stał się głównym kierunkiem rekultywacyjnym. W następnych latach działalnością naukowo – badawczą w zakresie rekultywacji zajmowało się wiele uczelni i instytucji, m.in. PAN oraz ośrodki naukowe w Krakowie i we Wrocławiu. Każda z nich przyczyniła się do rozwoju dyscypliny naukowej jaką jest rekultywacja obszarów przekształconych w wyniku działalności górniczej (Kasztelewicz 2010). 1.1. Rekultywacja terenów po górniczej eksploatacji złóż Pierwsze. w. Polsce. prace. badawcze. w. zakresie. rekultywacji. terenów. poeksploatacyjnych podjął z końcem lat pięćdziesiątych prof. Skawina. Jemu również przypisuje się pierwszą definicję rekultywacji w polskiej literaturze technicznej (Skawina 1963). Ważniejszy dorobek prof. Skawiny w dziedzinie rekultywacji obejmuje m.in. (Krzaklewski 2001 i 2005): . opracowanie założeń metodycznych działalności rekultywacyjnej w Polsce,. . opracowanie klasyfikacji utworów geologicznych dla potrzeb rekultywacji,. . opracowanie metod rekultywacji biologicznej zwałowisk,. . opracowanie instrukcji sporządzania dokumentacji techniczno-kosztorysowej w zakresie rekultywacji i zagospodarowania terenów poprzemysłowych.. Na bazie doświadczeń „szkoły krakowskiej” Bender i Gilewska stworzyli definicję rekultywacji,. która. w. przeciwieństwie. do. definicji. rekultywacji. podanej. przez. prof. Skawinę, uwzględniała czynnik inżynierski i agrotechniczny (Bender 1995; Gilewska 2001). 6.

(7) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Obecnie w literaturze znajduje się wiele prac, których problematyka związana jest z rekultywacją kopalń. Autorzy m.in.: Gołda (1993), Krawczyk, Wildhardt (1996), Maciejewska (2000), Naworyta (2001), Pietrzyk-Sokulska (2005) w swoich pracach skupiają się przede wszystkim na zagadnieniach, które można pogrupować w pięciu kategoriach: . techniczne aspekty procesów rekultywacyjnych,. . prawne zagadnienia rekultywacji,. . społeczne aspekty rekultywacji,. . ekologiczne problemy rekultywacji,. . ekonomiczne kwestie przeprowadzanych procesów rekultywacji.. Z zagadnieniem rekultywacji terenów poeksploatacyjnych związanych jest wiele prac określających techniczne i technologiczne oraz biologiczne sposoby przeprowadzania procesu rekultywacji. Problemy pojawiające się w momencie podjęcia działań rekultywacyjnych poprzedza proces fizycznej likwidacji zakładów górniczych, które wymagają zastosowania oryginalnych technologii i środków technicznych (Palarski 2002). Podstawowe założenia procesu rekultywacji technicznej oraz jej technologiczne aspekty przedstawiają prace: Krawczyka, Wildhardta (1996), Palarskiego (1997), Wichura, Czai, Kohutka (1994). Rekultywacja terenów poeksploatacyjnych wiąże się z rozwiązywaniem. szeregu. uwzględniających. specyfikę. złożonych. problemów. rekultywowanych. techniczno-organizacyjnych. terenów.. Sposób. wykonania. niezbędnych, związanych z tym prac ujęty został przez m.in. Schinol, Sosnę (2004), Mazurkiewicza (2004), Mazurkiewicza i Piotrowskiego (2004). Wyjątkowy charakter procesu rekultywacji technicznej kopalni, na którą składają się skomplikowane uwarunkowania przestrzenne, geologiczno-górnicze, techniczne oraz znaczny zakres i rozmiar robót górniczych wskazuje, że rekultywacja terenów poeksploatacyjnych jest przedsięwzięciem wymagającym starannego przygotowania przede wszystkim od strony wykonawczej (Uberman, Gorylewski 1995; Uberman 1998; Uberman 2004). Rekultywacja prowadzona w sposób nieprzemyślany doprowadza do negatywnego wizerunku górnictwa w społeczeństwie. Błędy popełnione na etapie prowadzonej rekultywacji technicznej terenu poeksploatacyjnego mogą mieć nieodwracalne skutki dla życia i zdrowia ludzkiego, środowiska naturalnego, ochrony złoża i innych. W związku z tym, znaczenia nabierają zagadnienia doboru właściwego kierunku rekultywacji (Uberman, Ostręga 2003; Uberman, Naworyta 2005). Na forum prawodawstwa polskiego wydaje się być dyskusyjna problematyka związana z prawnym aspektem rekultywacji terenów poeksploatacyjnym. Uberman (2000 i 2002), Gisman (2002) potwierdzają fakt, że stosowanie przepisów w praktyce bywa często ograniczone, a nawet niewykonywalne, z powodu braku zasad funkcjonowania odpowiednich instrumentów bądź aktów wykonawczych w danej kwestii. Z kolei Burnat (2005, 2006 i 2009) poddaje szczegółowej analizie przepisy, które dotyczą pojęć „likwidacja” i „rekultywacja” oraz rodzące się w tym zakresie wątpliwości. O tym jak ważne są z kolei aspekty społeczne i potrzeba przeprowadzania rekultywacji przekonano się w górnictwie Europy Zachodniej, gdzie wystąpiły poważne niepokoje 7.

(8) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. społeczne (Magda 1993; Borkowski 2004a-f). Jankowska-Kłapkowska (1992) uważa, że analiza społecznych skutków rekultywacji terenów poeksploatacyjnych powinna uwzględniać dwa obszary ujawniania się tych skutków z różnym natężeniem i w różnych okresach. Skutki te związane są m.in. ze zmianami różnych struktur społecznych charakterystycznych dla funkcjonowania przedsiębiorstwa. Jednocześnie w pracy wskazano na występowanie zewnętrznych skutków społecznych likwidacji kopalń, których znajomość – obok znajomości skutków ekonomicznych – powinna być podstawą podjęcia decyzji o likwidacji lub utrzymaniu zakładu górniczego. Brak dokładnego rozeznania skutków społecznych w obu tych obszarach jest jednym z podstawowych czynników utrudniających podjęcie trafnej decyzji o przeprowadzeniu rekultywacji i wykorzystaniu możliwości tkwiących w terenach poeksploatacyjnych. W celu poprawy wizerunku górnictwa w odbiorze społecznym, przedsiębiorstwa coraz częściej. biorą. odpowiedzialność. za. swój. wpływ. udowadniają, że górnictwo może stwarzać środowiska i. na. środowisko.. Tym. nowe jakościowo warunki. być traktowane jako jedna z wielu form inżynierii. samym ochrony. środowiska,. zapewniającej zrównoważony rozwój oraz prawidłowe kształtowanie architektury krajobrazu (Nieć, Radwanek-Bąk, 2009). Coraz więcej firm górniczych zamierza dobrowolnie i w szerokim zakresie uwzględniać interesy społeczne w swojej działalności biznesowej i w relacjach ze wszystkimi podmiotami gospodarka. funkcjonującymi złożami. i. w. potrzeba. otoczeniu rzetelnej. zakładów ochrony. górniczych.. środowiska. są. Racjonalna zadaniami. oczywistymi, ale na etapie tworzenia strategii firmy muszą być one wyraźnie określone,. obliczone. na. bliższą. i. dalszą. przyszłość. (Górecki,. Sermet. 2010,. Jarosławska-Sobór 2014). Jest to w istocie działanie w imię prawidłowo rozumianej zasady zrównoważonego rozwoju. Ta społeczna odpowiedzialność biznesu, tzw. CSR (ang. Corporate Social Responsibility) ma przede wszystkim budować pozytywny wizerunek firmy, wiarygodne pozyskiwanie i utrwalanie zaufania klientów, a także kształtowanie przychylności społeczności lokalnych (Probst i in., 2002). W ostatnich latach, CSR dla wielu przedsiębiorstw górniczych stało się sposobem prowadzenia biznesu, jednak tylko nieliczne przedsiębiorstwa górnicze w Polsce podają informacje o działalności w tym zakresie (Bluszcz, Kijewska 2014). Współczesne przedsiębiorstwo dążąc do osiągnięcia celów nie tylko ekonomicznych ale i społecznych, w tym ekologicznych, jest systemem służącym otoczeniu, a co za tym idzie ponosi odpowiedzialność za postęp społeczny i stan otoczenia (Żemigała 2007). Kluczowym wyzwaniem górnictwa w dzisiejszych czasach jest pozyskanie społecznej akceptacji dla prowadzonej działalności górniczej. By to osiągnąć należy położyć większy nacisk na prowadzenie otwartej komunikacji z otoczeniem społecznym i kontakt z mieszkańcami. Jest to warunkiem górnictwa nowoczesnego i przyjaznego. Nacisk na ochronę środowiska wywierany przez opinię publiczną stał się bowiem wyzwaniem dla firm pragnących rozwijać się czy tylko utrzymywać na rynku i żadna z nich nie może pozwolić. sobie. na. lekceważenie. ekologicznego. (Lewicka-Strzałecka 2006; Jarosławska-Sobór 2014).. 8. wymiaru. swojego. wizerunku.

(9) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Wspieranie lokalnych inicjatyw i potrzeb, głównie finansowe i organizacyjne, powinno być związane z podejmowaniem właściwych decyzji, zarówno krótkookresowych (operacyjnych) jak i długookresowych (strategicznych), a to wymaga przeprowadzenia kompleksowej analizy uwzględniającej również ekonomiczne skutki realizowanych procesów rekultywacyjnych (Naworyta 2010). Na przestrzeni ostatnich lat rekultywacja terenów poeksploatacyjnych stała się ważnym tematem, o czym świadczy m.in. publikacja Kasztelewicza (2010), która obejmuje wiele zagadnień związanych z rekultywacją terenów zdegradowanych przez odkrywkową działalność wydobywczą. Również praca pod redakcją M. Stryszewskiego (Programowanie eksploatacji… 2006), przedstawia aspekty związane z wydobyciem kruszyw naturalnych oraz działaniami polegającymi na minimalizowaniu negatywnych skutków oddziaływania górnictwa na środowisko. Jest to jedna z niewielu pozycji, która kompleksowo zajmuje się procesem rekultywacji w górnictwie po eksploatacji złóż kruszyw naturalnych. Szereg publikacji: Chudzik, Ludwisiak (2011), Glapa (2005), Glapa, Jonek (1998, 1999), Jakubek i in. (2003), Kasprzyk (2009), Kowalska (2013), Król-Korczak (2004a, 2004b, 2005, 2006a, 2006b, 2007), Malewski, Kaźmierczak (2002), Markowicz (2012), Mikołajczak, Uberman (2004) oraz Musielak (2009) i Ostręga. (2011). opisuje. rekultywację. i. zagospodarowanie. terenów. poeksploatacyjnych w kierunkach zarówno tradycyjnych, jak i nowatorskich. Zagadnienie specyfiki rozwoju krajobrazu po eksploatacji górniczej poruszone zostało również przez wielu zagranicznych autorów: Brodie (1995), Buchanan (2005), Davis, Margolis (1979), oraz Sklenička i in. (2004), wprowadzili oni opisy nowych sposobów zagospodarowania. terenów. poeksploatacyjnych.. Z. kolei. Ricks. (1995). rozważa. najlepsze sposoby planowania i zarządzania zmianami środowiskowymi oraz zwraca uwagę. na. ujęcie. w. planach. społeczno-ekonomicznych. skutków. związanych. z zamknięciem kopalni. Interdyscyplinarne podejście do tematu metod rekultywacji terenów. poeksploatacyjnych. z. uwzględnieniem. czynników. środowiskowych. i społecznych przedstawiają: Glen (1994), Coppin, Bradshaw (1982), Schaaf (2001) oraz Sklenička i Lhota (2002). Problemem komplementarności elementów krajobrazu pogórniczego oraz jego rewitalizacją zajmował się zespół naukowców z Republiki Czeskiej - Sklenička, Prikryl, Svoboda, Lhota (Sklenička i in. 2004). Szczegóły dotyczące procesu rekultywacji przedstawia również w swojej pracy Hancock (2004), przy czym zaznacza, że kwestia rekultywacji znacznie się różni w poszczególnych regionach. Poszczególne regiony, państwa, kontynenty posiadają swoją własną specyfikę, tak jak to zostało opisane dla Stanów Zjednoczonych Ameryki – Brown (2005), Ameryki Południowej – Parrotta i Knowles (2001), Europy - Hendrychová (2008), Wiegleb i Felinks (2001) czy Australii - Bell (2001). Szereg udanych przykładów rekultywacji środowiska przedstawia również na swojej stronie. internetowej. Mineral. Information. Institute. (www.mineralseducationcoalition.org). W przeprowadzonym przeglądzie literatury – począwszy od definicji rekultywacji wg. prof. Skawiny (1963) do zagadnień podejmowanych przez Kowalską (2013) w zakresie wpływu odkrywkowej eksploatacji na środowisko, stwierdzono brak opracowań, które 9.

(10) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. dotyczyłyby. metod. wspomagających. dobór. kierunku. rekultywacji. terenów. poeksploatacyjnych odkrywkowych zakładów górnictwa kruszyw naturalnych. Wyniki analiz literaturowych stały się przesłanką do podjęcia badań nad metodą wspomagającą wybór kierunku rekultywacji dla kopalń odkrywkowych kruszyw naturalnych, którą zaprezentowano w dalszej części pracy. 1.2. Podstawowe definicje wykorzystane w pracy Z uwagi na niejednoznaczność pojęć oraz możliwość ich różnorodnej interpretacji, konieczne jest przedstawienie i określenie ich zakresu oraz kontekstu, w jakim są wykorzystywane. Pojęcia te dotyczą terminologii górniczej, geologicznej i ochrony środowiska w aspekcie analizowanego tematu. Obejmują one definicje zawarte w aktach prawnych, opatrzone komentarzem w odniesieniu do rozpatrywanego problemu. Pomimo, że stanowią one zagadnienia znane, a czasem nawet i oczywiste, jest to zabieg konieczny z uwagi na stałe odwoływanie się Autorki do tych pojęć w dalszej części pracy oraz możliwość ich zamiennego używania. Wydobycie i przeróbka surowców mineralnych jest zazwyczaj czasową działalnością zakładu górniczego w danym regionie. Docelowym polem działania każdej kopalni powinna być rekultywacja i rewitalizacja krajobrazu przekształconego długoletnią eksploatacją, co wynika z uwarunkowań prawnych. Pierwsze ustalenia dotyczące uregulowań związanych z rekultywacją gruntów i zagospodarowaniem terenów przekształconych przez przemysł zawiera uchwała Komitetu Ekonomicznego Rady Ministrów z 2 lipca 1961 r. w sprawie rekultywacji terenów przeznaczonych pod eksploatację piasku podsadzkowego w latach 1961-1970 oraz uchwała nr 301 Rady Ministrów z dnia 6 września 1966 r. w sprawie rekultywacji i zagospodarowania gruntów. przekształconych. w związku. z. poszukiwaniem. i. eksploatacją. kopalin. (M.P nr 50, poz. 247). Uchwalenie ww. aktów prawnych zobowiązujących do planowej rekultywacji, przywrócenia terenom zdegradowanym lub zdewastowanym funkcji rolnej i leśnej oraz ograniczenia przeznaczenia gruntów rolnych i leśnych na działalność przemysłową związane było z szybkim wzrostem ilości nieużytków przemysłowych. Rekultywację w ujęciu ekologiczno – gospodarczym można zdefiniować jako proces polegający na odtworzeniu warunków bioekologicznych, których wymiana między glebą a szatą roślinną zapewnia progresywną sukcesję ekologiczną i intensywny rozwój procesów glebotwórczych. Przy tak pojmowanej rekultywacji, należy sądzić, że polega ona na odtworzeniu ekosystemu pełniącego odpowiednie funkcje produkcyjne i pozaprodukcyjne (Kasztelewicz 2010). Ustawa z dnia 3 lutego 1995 r. o ochronie gruntów rolnych i leśnych (Dz.U. z 2015 r., poz. 909 z późn.zm.) podaje definicję rekultywacji i precyzuje dokładnie prace niezbędne do odtworzenia terenów zniszczonych z widoczną preferencją kierunku rekultywacji rolnej i leśnej.. 10.

(11) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Według art. 4 pkt 18 ustawy, rekultywacja gruntów - to nadanie lub przywrócenie gruntom. zdegradowanym. albo. zdewastowanym. wartości. użytkowych. lub. przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych. i chemicznych, uregulowanie stosunków. wodnych, odtworzenie gleb,. umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg. Definicja rekultywacji podana w Polskiej Normie PN-G-07800:2002 jest tożsama z tą podaną w ustawie, z rozróżnieniem ponadto na fazy rekultywacji: przygotowawczą, podstawową (techniczną) i szczegółową (biologiczną). Z kolei w ustawie z dnia 10 lipca 2008 r., o odpadach wydobywczych (Dz.U. z 2013 r., poz.. 1136. z. późn.zm.). art.. 3. pkt. 11. ustawy,. rekultywacja. terenu. to. „zagospodarowanie terenu, w tym oczyszczanie gruntu, na który miał wpływ obiekt unieszkodliwiania odpadów wydobywczych, w taki sposób, aby przywrócić go do właściwego stanu użytkowego i przyrodniczego, ze szczególnym uwzględnieniem jakości gleby, dzikiej fauny i flory, siedlisk naturalnych, systemów słodkiej wody oraz krajobrazu”.. Natomiast. terminem. rekultywacja. wyrobisk. odkrywkowych. i zwałowisk określa się – wszelkie poczynania i prace doprowadzające tereny poeksploatacyjne i zwałowiska do stanu umożliwiającego racjonalne ich wykorzystanie do celów gospodarczych, przemysłowych lub innych (PN-64-G-01203). W myśl definicji rekultywacji podanej w ustawie o ochronie gruntów rolnych i leśnych, konieczne wydaje się nawiązanie do pojęć takich jak grunty zdegradowane, które wyjaśnia art. 4 pkt 16 – są to „grunty, których rolnicza lub leśna wartość użytkowa zmalała, w szczególności w wyniku pogorszenia się warunków przyrodniczych albo wskutek. zmian. środowiska. oraz. działalności. przemysłowej,. a. także. wadliwej. działalności rolniczej”. Z kolei określeniem grunty zdewastowane wg art. 4 pkt 17, zostały nazwane takie grunty, „które utraciły całkowicie wartość użytkową w wyniku przyczyn, o których mowa w pkt 16”. Aktualnie obowiązujące w Polsce przepisy prawne rozdzielają etap rekultywacji od zagospodarowania.. Zagospodarowanie. nie. ma. szczegółowych. uwarunkowań. w przepisach prawnych za wyjątkiem definicji w ustawie o ochronie gruntów rolnych i leśnych, która definiuje termin zagospodarowanie gruntów jako rolnicze, leśne lub inne użytkowanie gruntów zrekultywowanych. W wyniku takiego podziału inny podmiot odpowiedzialny jest za rekultywację (ten, który spowodował utratę wartości terenu np. przedsiębiorca górniczy), a inny za jego zagospodarowanie np. gmina, prywatny inwestor, natomiast taki podział ze względów formalno – prawnych nie dotyczy np. zainicjowanych procesów biologicznych. W praktyce łatwo zauważyć, że brakuje wyraźnych granic pomiędzy tymi etapami, w związku z czym dochodzi często do kontrowersji. Zagospodarowanie stanowi końcową fazę przywracania użyteczności terenu, stąd prace wykonywane w tej fazie mają zasadniczo różny charakter, związany z przyjętym kierunkiem rekultywacji (Uberman 1998; Uberman, Ostręga 2003). W wyniku zaprzestania eksploatacji, szczególnie w górnictwie skalnym i braku prowadzenia jakiejkolwiek formy rekultywacji następuje proces „spontanicznego wkraczania zespołów roślinnych i zwierzęcych na grunty przekształcone”. 11.

(12) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Definicję renaturyzacji (sukcesja naturalna, sanacja przyrody) podaje Polska Norma PN-G-07800:2002. Innym pojęciem związanym z rekultywacją jest kompensacja przyrodnicza – zdefiniowana w ustawie z dnia 27 kwietnia 2001 r. – Prawo ochrony środowiska (Dz.U. z 2013 r., poz. 1232 z późn.zm.), art. 3 pkt 8 jako „zespół działań obejmujących w szczególności roboty budowlane, roboty ziemne, rekultywację gleby, zalesienie,. zadrzewienie. przywrócenia. równowagi. prowadzących. do. wyrównania. lub. tworzenie. przyrodniczej. przywrócenia. szkód. dokonanych. skupień lub. równowagi w. roślinności,. tworzenie. skupień. przyrodniczej. środowisku. przez. prowadzących. na. roślinności,. danym. realizację. do. terenie,. przedsięwzięcia. i zachowanie walorów krajobrazowych”. Powszechnie używanym synonimem słowa rekultywacja jest w ostatnim czasie pojęcie rewitalizacja. zdefiniowane. w. dokumencie. „Program. Rządowy. dla. Terenów. Poprzemysłowych z 2004 roku” jako „proces rekultywacji i proces ponownego zagospodarowania terenu (w tym przebudowę i modernizację istniejącego pokrycia terenu), które przywrócą stan umożliwiający pełnienie przez ten teren funkcji użytkowych”. W treści pracy używany jest również termin tereny poeksploatacyjne, przez które należy. rozumieć. tereny. powstałe. w. wyniku. prowadzenia. eksploatacji. metodą. odkrywkową, podziemną lub otworową. Ponieważ obiektem badań były odkrywkowe zakłady górnicze kruszyw naturalnych, niezbędnym wydaje się przybliżyć pojęcie „kruszywa naturalnego”. Wg „Małego leksykonu górnictwa odkrywkowego” autorstwa Glapy i Korzeniowskiego (2005) kruszywo naturalne to „luźna mieszanina materiału okruchowego, w którego skład wchodzą otoczaki, żwir i piaski” lub też jest to „kruszywo pochodzenia mineralnego, które poza obróbką mechaniczną nie zostało poddanej żadnej innej obróbce” Określenie „kruszywo naturalne” zawiera w sobie pewien skrót myślowy, gdyż obejmuje zwykle frakcje od drobnej (piasek, mączka) przez średnią (żwir, tłuczeń) do grubej (otoczaki, kamień łamany). Kruszywo naturalne dzieli się na (Góralczyk, Kukielska 2010a i 2010b): . Kruszywo naturalne łamane: wytwarzane z kopalin urabianych z użyciem materiałów wybuchowych ze złóż naturalnych,. . Kruszywo naturalne żwirowo – piaskowe: wytwarzane ze złóż naturalnych luźnych skał.. 1.3. Systematyka. etapów. i. kierunków. rekultywacji. oraz. czynników. determinujących sposób jej wykonania 1.3.1. Etapy rekultywacji W trakcie prowadzenia działalności górniczej dochodzi do zniszczenia gleby, a w jej miejscu występuje mieszanina różnych utworów geologicznych, nieprzydatnych do prowadzenia działalności rolnej oraz stwarzających warunki utrudniające, a czasami 12.

(13) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. wręcz. uniemożliwiające. introdukcję. jakiegokolwiek. życia. ekosystemów. (Malewski 1999). Przywrócenie struktury ekosystemu wymaga przeprowadzenia wielu czynności i działań wchodzących w skład rekultywacji technicznej i biologicznej. Dlatego bardzo istotne z tego punktu widzenia staje się prowadzenie procesu rekultywacji, który występuje (wg. Polskiej Normy PN-G-7800:2002) w trzech etapach (fazach), a są to: 1. rekultywacja przygotowawcza, 2. rekultywacja podstawowa, 3. rekultywacja szczegółowa. Etap I – rekultywacja przygotowawcza prowadzona jest na etapie projektu inwestycji. Faza. ta. wymaga. określenia. kierunków. niezbędnych badań geologicznych np.. przyszłej. rekultywacji. w celu określenia. oraz. wykonania. stosunków wodnych,. właściwości gruntów, zakresu przekształceń terenu itp. Etap II – rekultywacja podstawowa (techniczna) jest w zasadzie rekultywacją zasadniczą. Polega na wykonaniu podstawowych czynności, takich jak: . ukształtowanie rzeźby terenu oraz uregulowanie warunków hydrologicznych (umożliwienie prowadzenia należytej gospodarki wodami powierzchniowymi),. . odtworzenie wierzchniej warstwy gleb metodami technicznymi,. . zrekonstruowanie. istniejących. lub. budowa. nowych. dróg. dojazdowych,. infrastruktury, przepustów, mostów, itp. niezbędnych dla użytkowania terenu, . określenie metod poprawy właściwości fizycznych i chemicznych gruntów w wyniku. przeprowadzenia. takich. procesów. jak. izolacja,. neutralizacja,. dekoncentracja lub wzbogacanie, . umocnienia skarp.. Wykonywanie prac technicznych rekultywacji wiąże się przede wszystkim z pracami ziemnymi, które polegają na (Kasztelewicz 2010): . usypywaniu zwałowisk wewnętrznych lub zewnętrznych,. . separacji utworów toksycznych lub niepożądanych,. . odpowiednim ukształtowaniu wyrobisk końcowych,. . sterowaniu poziomem wód gruntowych,. . eliminacji obszarów bezodpływowych, jeżeli nie są planowane akweny,. . ustaleniu i realizacji takich form rzeźby terenu na zrekultywowanym obszarze, które. umożliwiają. mechanizację. prac. agrotechnicznych. i. jednocześnie. przeciwdziałają procesom erozyjnym. Czynności wchodzące w zakres prac rekultywacyjnych polegających na odtwarzaniu gleby, czyli ożywieniu wierzchniej warstwy gruntu są najważniejszymi pracami w procesie rekultywacji. W Polsce znane są obecnie dwie podstawowe metody odtwarzania gleby, a mianowicie: 1. metoda technicznego odtwarzania gleby, w ramach której można wyróżnić trzy jej odmiany, tzn.:. 13.

(14) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. . metodę. izolacji. polegającą. na. pokryciu. gruntu. rekultywowanego. (toksycznego lub jałowego) warstwą gleby o odpowiedniej grubości, . metodę neutralizacji, która polega na zobojętnianiu szkodliwych dla życia gleby środków na rekultywowanym terenie,. . metodę dekoncentracji (rozrzedzenia) polegającą na rozrzucaniu środków toksycznych, bądź jałowych występujących na rekultywowanym obszarze (na większej powierzchni bądź na wymieszaniu z większą ilością gruntu).. 2. metoda biologiczna odtwarzania gleb, polegająca na kierowaniu i przyspieszaniu przygotowanych procesów glebotwórczych na odpowiednio terenie. Etap III – rekultywacja szczegółowa (biologiczna) jest trzecim etapem w zakresie prac rekultywacyjnych, ale zdarza się, że występuje on jako samodzielny, zasadniczy etap tych prac. Faza ta ma za zadanie działalność przeciwerozyjną, biologiczną odbudowę zboczy i wierzchowin oraz zapoczątkowanie i stymulowanie procesów glebotwórczych. Polega ona na wprowadzeniu roślinności pełniącej odpowiednie funkcje oraz na przeprowadzeniu prac i zabiegów mających na celu wytworzenie warstwy gleby o dużej. aktywności. biologicznej. poprzez. zapewnienie. zasobności. w. składniki. pokarmowe, niezbędne do rozwoju mikroorganizmów i roślin. Rozpiętość działań na tym etapie prowadzenia rekultywacji uzależniona jest od m.in. stopnia degradacji, właściwości. podłoża. rekultywowanego. a. także. od. wytyczonego. kierunku. zagospodarowania (Kasztelewicz 2010). Czas trwania poszczególnych faz rekultywacji jest sprawą indywidualną i zależy od wielu czynników m.in. typu nieużytków, właściwości fizykochemicznych podłoża oraz ostatecznie przewidywanego typu zagospodarowania (Maciak 2003). 1.3.2. Kierunki rekultywacji Dokładna systematyka kierunków rekultywacji i zagospodarowania oraz powiązanie ich z czynnikami jakie charakteryzują tereny poeksploatacyjne, jest istotne z uwagi na właściwe przeprowadzenie procesu rekultywacji i zagospodarowania. Informacje. dotyczące. kierunków. rekultywacji. i. zagospodarowania,. gromadzone. i publikowane przez Główny Urząd Statystyczny mówią o dwóch zasadniczych kierunkach rekultywacji: rolnym i leśnym. Z pozycji literaturowych wynika jednak znacznie większa gama kierunków, których często nie uwzględnia się w zestawieniach tematycznych i statystykach. Spośród wielu klasyfikacji wymienić można klasyfikację podaną przez Maciejewską (2000), klasyfikację przedstawioną w normie [PN-G-7800:2002] oraz podaną przez Malewskiego. i. Kaźmierczak. (2002).. Przedstawić 1. należy. także. klasyfikację. 2. zaproponowaną przez RAG Immobilien-MGG i English Partnership .. 1. Ruhrkohle AG Immobilien – Montan-Grundstücksgesellschaft mbH Englisch Partnership – The National Regeneration Agency (Narodowa Agencja Regeneracji, współdziałająca z rządem, jej celem jest wspomaganie wysokiej jakości zrównoważonego rozwoju) (Ostręga 2004) 2. 14.

(15) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Maciejewska (2000) wyróżnia sześć głównych kierunków rekultywacji: . rolniczy – grunty orne, pastwiska lub inne uprawy;. . leśny – uprawa drzew;. . rybacki – stawy rybne;. . infrastrukturowy – budownictwo mieszkaniowe, gospodarcze lub inne;. . rekreacyjny – zbiorniki wodne do uprawiania sportów wodnych;. . melioracyjny. –. w. celu. zapewnienia. odpowiednich. warunków. wilgotnościowych w otaczającym gruncie, zbiorniki małej retencji. Innowacją klasyfikacji oznaczania kierunków rekultywacji zaproponowanej przez Malewskiego. i. Kaźmierczak. (2002). jest. rozszerzenie. informacji. o. kierunkach. rekultywacji przez ich podział na ogólne i szczegółowe, a następnie łączenie w kombinacjach. znaczeniowych. w. celu. uzyskania. większej. liczby. kombinacji. (tabela 1). Tabela 1. Kierunki rekultywacji. Kierunek ogólny. Kierunek szczegółowy. Rolny. uprawy, hodowla,. Leśny. gospodarka, ochrona, rekreacja, rezerwat przyrody, park krajobrazowy, obszar chronionego krajobrazu, ochrona gatunkowa, pomnik przyrody,. Przyrodniczy. stanowisko dokumentacyjne przyrody nieożywionej, użytek ekologiczny, zespół przyrodniczo-krajobrazowy, tereny zielone,. Wodny. budowle, rekreacja,. Gospodarczy. mieszkalnictwo, przemysł, usługi.. Źródło: opracowanie na podstawie Malewski i Kaźmierczak (2002). Niemiecka firma RAG Immobilien-MGG specjalizująca się w zagospodarowywaniu terenów poprzemysłowych rozróżnia aktualny i przyszły sposób zagospodarowania, podając następujący podział (Ostręga 2004): -. nieużytki poprzemysłowe;. -. otwarta przestrzeń;. -. rolniczy;. -. leśny;. -. budownictwo mieszkaniowe;. -. biznes;. -. przemysł ciężki;. -. rekreacja;. -. specjalne użytkowanie górnicze;. -. komercyjny;. -. pozostałe – wodne, melioracyjne, przyrodnicze, komunikacyjne.. 15.

(16) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Polska. Norma. „Górnictwo. odkrywkowe.. Rekultywacja.. Ogólne. wytyczne. projektowania” wymienia kierunki rekultywacji w nieco innym ujęciu niż klasyfikacje przedstawione wcześniej, wprowadza również pojęcie kierunku „specjalnego” (tabela 2), który oznacza każdy inny sposób rekultywacji i zagospodarowania niż rolny, leśny, komunalny czy wodny, nie precyzując jakie to mogą być kierunki (Ostręga 2004). Tabela 2. Kierunki rekultywacji według polskiej normy. Kierunek rekultywacji. Przygotowanie gruntów i terenów do zagospodarowania rolniczego: grunty orne, użytki zielone, sady,. Rolny. ogrody,. Leśny. do zagospodarowania leśnego: lasy produkcyjne, ochronne do celów komunalnych, np. pod parki, zieleńce, obiekty sportowe,. Komunalny. wypoczynkowe,. Wodny. pod zbiorniki wodne oraz budowę tych zbiorników, do zagospodarowania na inne cele niż rekultywacji: rolnej, leśnej,. Specjalny. komunalnej i wodnej.. Źródło: opracowanie na podstawie Polska Norma „Górnictwo odkrywkowe. Rekultywacja. Ogólne wytyczne projektowania”. Mając na uwadze możliwość wypełnienia wyrobiska materiałem rekultywacyjnym tylko w przypadku. niewielkich. wyrobisk. Burnat. i. Korzeniowski. (2003). proponują. następujące kierunki rekultywacji: -. Przyrodniczy (ekologiczny) – ten rodzaj rekultywacji powinien być realizowany po wydaniu opinii ekologów, geologów i przyrodników na terenach dużych wyrobisk. Zakłada on m.in. samowypełnienie wyrobiska wodą i warunki sprzyjające rozwojowi roślinności, co w efekcie może przyczynić się do powstania np. rezerwatów przyrody.. -. Rekreacyjny – kierunek preferowany dla rekultywacji wyrobisk po wydobyciu surowca spod wody lub wyrobisk suchych, np. po wydobyciu surowców skalnych. W wyniku tego kierunku rekultywacji mogą powstać na brzegach akwenu stanowiska dla wędkarzy lub przy większych nawet ośrodki żeglarskie, natomiast na wyrobiskach suchych boiska sportowe, tory motocyklowe itp.. -. Rolniczy i leśny – zastosowanie sugerowane dla rekultywacji mniejszych wyrobisk. Polega na wypełnieniu wyrobiska materiałem rekultywacyjnym, pokryciu go warstwą gleby (np. z nadkładu) i zasianiu lub posadzeniu roślin lub lasu.. -. Wodny – polega na urządzeniu stawów rybnych, zbiorników retencyjnych, zbiorników do nawadniania i do celów przeciwpożarowych.. -. Przemysłowy – przystosowanie rekultywowanego wyrobiska do składowania odpadów. komunalnych,. magazynów. materiałów,. przemysłowych które. nie. zabudowanych.. 16. oraz. mogą. być. lokalizacja. w. składowane. wyrobiskach na. terenach.

(17) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Na. podstawie. opracowanych. dotychczas. podziałów. kierunków. rekultywacji. i zagospodarowania (głównie przez Malewskiego i Kaźmierczak 2002) oraz przeglądu sposobów. zagospodarowania. terenów. poprzemysłowych. w. kraju. i. zagranicą. dokonanego przez Ostręgę w rozprawie doktorskiej (2004), przywołano w tabeli 3 możliwe. do. wykorzystania. kierunki. rekultywacji. i. zagospodarowania. terenów. poeksploatacyjnych. Tabela 3. Ogólne i szczegółowe kierunki rekultywacji i zagospodarowania Kierunki ogólne rolniczy. Kierunki szczegółowe hodowla: zwierząt, drobiu, ryb uprawy: grunty orne, sady, łąki, pastwiska, ogrody działkowe ochrona3. leśny. gospodarczy4 rekreacja: trasy turystyczne, parki, ścieżki pieszo-rowerowe, ścieżki zdrowotne, leśne kompleksy promocyjne5. przyrodniczy. formy ochrony w zależności od wartości przyrodniczych6, zadarnienie, zakrzewienie, zazielenienie. rekreacyjny. obiekty sportowe, w tym dla sportów zimowych – np. stoki narciarskie, tory saneczkowe, trasy turystyczne, parki, ścieżki pieszo-rowerowe, ścieżki zdrowotne, place zabaw, parki rozrywki, ośrodki sportów ekstremalnych, skate-parki. wodny. rekreacja: kąpieliska, sporty wodne gospodarczy: zbiorniki retencyjne, zbiorniki wody pitnej, budownictwo mieszkaniowe, campusy, garaże, bazy turystyczno-hotelowe parki przemysłowe. gospodarczy. usługi: inkubatory przedsiębiorczości, magazyny, sklepy, hurtownie, parkingi, obiekty sportowe itp. składowiska odpadów dydaktyczny: ścieżki tematyczne, laboratoria, pracownie komputerowe, sale koncertowokonferencyjne. kulturowy. kontemplacyjny artystyczny: muzea, ekspozycje, sale wystawowe i koncertowe, galerie, teatry, sceny, kina itp.. Źródło: (Ostręga 2004). Przedstawiona systematyka w ujęciu ogólnym stanowi pełną listę możliwych sposobów rekultywacji i zagospodarowania obszarów i obiektów poeksploatacyjnych, natomiast jej rozwinięcie do systematyki szczegółowej ujmuje najistotniejsze możliwe do zastosowania kierunki, które mogą być rozszerzone o dodatkowe mieszczące się w kierunkach głównych (Ostręga, Uberman 2010). Należy zwrócić uwagę, że wyżej wymienione formy zagospodarowania zachodzą na siebie, np. forma leśna nie wyklucza formy przyrodniczej, gospodarczej albo rekreacyjno-turystycznej. Podobnie zagospodarowanie wodne nie wyklucza form: gospodarczej (zbiorniki retencyjne,. 3 4. 5. 6. Zgodnie z ustawą z dnia 28 września 1991r. o lasach (Dz.U. z 2015 r., poz. 2100 z późn.zm., art. 15) Zgodnie z ustawą z dnia 28 września 1991r. o lasach (Dz.U. z 2015 r., poz. 2100 z późn.zm., art. 6. ust.1. pkt.1) Zgodnie z ustawą z dnia 28 września 1991r. o lasach (Dz.U. z 2015 r., poz. 2100 z późn.zm., art. 13b. ust.3) Zgodnie z ustawą z dnia 3 października 2008 r. o udostępnieniu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko (Dz. U. z 2016 r., poz. 353 art. 82 ust. 1, pkt. 1b). 17.

(18) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. elektrownie. wodne),. rolnej. (hodowla. ryb),. rekreacyjno-turystycznej. (zbiorniki. retencyjne), czy przyrodniczej (akweny jako ostoja fauny i flory). Na podstawie powyższego należy sądzić, że większy nacisk powinien być położony na wykorzystanie odtwarzaniu. możliwości. walorów. tkwiących. przyrody. w. terenach. utraconych. w. poeksploatacyjnych. wyniku. prowadzenia. niż. na. działalności. górniczej. Oczywiście nie każdy. z. wymienionych. sposobów. rekultywacji. terenów. można. zastosować w każdych warunkach. O możliwościach rekultywacji terenu w preferowanym kierunku decyduje wiele czynników spośród których jedne mają mniejsze znaczenie, podczas gdy inne mają charakter decydujący (Naworyta 2001). Wśród czynników determinujących wybór kierunku rekultywacji według Cymerman (1988) należą: -. sposób dotychczasowego wykorzystania,. -. czynniki przyrodnicze,. -. warunki klimatyczne,. -. charakter i jakość użytku otaczającego,. -. warunki hydrologiczne,. -. warunki glebowe,. -. czynniki społeczno-gospodarcze,. -. czynniki techniczno-ekonomiczne,. -. technologiczne możliwości realizacji.. Spośród wymienionych – czynniki przyrodnicze lub warunki hydrologiczne będą miały decydujące. znaczenie. przy. wyborze. np.. wodnego. kierunku. zagospodarowania. wyrobiska poeksploatacyjnego, a czynniki takie jak - warunki glebowe, charakter i jakość użytku otaczającego będą miały znaczenie raczej komplementarne. Jednak w praktyce okazuje się, że decydujący wpływ na zakres prac rekultywacyjnych mają czynniki techniczno-ekonomiczne. Uberman i Ostręga (2003) w zestawieniu czynników charakteryzujących wyrobiska, obiekty i tereny poeksploatacyjne oraz kryteriów warunkujących wybór optymalnego kierunku rekultywacji i zagospodarowania wymieniają czynniki, które przedstawiono w tabeli 4.. 18.

(19) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Tabela. 4.. Zestawienie czynników charakteryzujących wyrobiska, obiekty i tereny poeksploatacyjne oraz kryteriów warunkujących wybór optymalnego kierunku rekultywacji i zagospodarowania. Nazwa czynnika. Czynniki charakteryzujące wyrobiska, obiekty infrastruktury i tereny poeksploatacyjne. 1. Kulturowe. Obejmują obiekty techniki i kultury materialnej, które wiążą się z ważnymi etapami postępu technicznego i świadczą o ówczesnym poziomie techniki. Zalicza się tu również dobra duchowe np. miejsca męczeństwa, grobowce, obozy zagłady.. Kryteria warunkujące wybór optymalnego kierunku rekultywacji i zagospodarowania JEŻELI występują wartości kulturowe TO kierunkiem preferowanym będzie kierunek kulturowy–dydaktyczny, JEŻELI występują dobra duchowe TO kierunkiem preferowanym będzie kierunek kulturowy–kontemplacyjny. Pozostałe kierunki są niedopuszczalne. JEŻELI występują wartości przyrodnicze TO kierunkiem preferowanym jest kierunek przyrodniczy.. 2. Przyrodnicze. Zalicza się tu krajobraz wraz z tworami przyrody nieożywionej, naturalne i przekształcone siedliska przyrodnicze oraz znajdujące się w nich rośliny i zwierzęta.. 3. Geologiczne. Dotyczą wyrobisk poeksploatacyjnych i określają cechy spągu i skarp (rodzaj skał i ich stabilność, przepuszczalność podłoża, zjawiska tektoniczne itp.). Dopuszczalne są wszystkie kierunki w zależności od indywidualnych cech każdego wyrobiska.. 4. Hydrogeologiczne. Związane są z obecnością lub brakiem wody na dnie wyrobiska, jakością wody, głębokością poziomu wód podziemnych, grubością warstw nieprzepuszczalnych oraz połączeniami hydrogeologicznymi.. JEŻELI wyrobisko poeksploatacyjne jest zawodnione TO preferowane są kierunki wodne. 5. Formalno-prawne. Wynikają z przepisów prawa. Są to: obowiązek przeprowadzenia rekultywacji i zagospodarowania, występujące formy ochrony np. przyrody, zabytków, struktura własności gruntów, ustalenia mpzp.. JEŻELI występują formy ochrony przyrody TO kierunkiem preferowanym jest kierunek przyrodniczy. JEŻELI występują obiekty zabytkowe TO kierunkiem preferowanym będzie kierunek kulturowy.. 6. Społeczne. Czynniki takie jak: demografia społeczności, zamożność społeczności, poziom wykształcenia, tradycje i zwyczaje, potrzeby i preferencje społeczne, rozpatrywane będą głównie w przypadku przedsięwzięć komercyjnych w planowaniu popytu na usługi lub produkty.. Dopuszczalne są wszystkie kierunki w zależności od potrzeb społecznych i akceptowalności społecznej.. 7. Przestrzenne. 8. Techniczne i technologiczne. 9. Ekonomiczne. Kierunki niedopuszczalne: gospodarcze, wodne, rolnicze, kulturowe.. Stopień zurbanizowania terenu, stan infrastruktury komunikacyjnej, odległość od terenów zabudowanych i terenów Dopuszczalne są wszystkie kierunki chronionych, odległość od zakładów w zależności od indywidualnych cech przemysłowych, możliwość dojazdu obszaru poeksploatacyjnego. własnymi lub miejskimi środkami transportu. Parametry wyrobiska i zwałowiska zewnętrznego i wewnętrznego, rodzaj składowanego materiału, kształt i nachylenie skarp końcowych. Stan, rodzaj i parametry obiektów infrastruktury przemysłowej.. Dopuszczalne są wszystkie kierunki w zależności od indywidualnych cech obszaru poeksploatacyjnego.. Obejmuje dwie grupy danych: koszty rekultywacji terenu poprzemysłowego, opłacalność inwestycji i okres zwrotu nakładów w przypadku przedsięwzięcia komercyjnego.. O kierunku decydował będzie rachunek ekonomiczny. Źródło: (Uberman, Ostręga 2003). 19.

(20) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Określenie kierunku rekultywacji i funkcji, jaką ma spełniać zrekultywowany teren, stanowi punkt wyjścia do ustalenia sposobu i technicznych metod rekultywacji. Tak więc, przy wyborze kierunku rekultywacji należy przeprowadzić kompleksową analizę. całego. zespołu. czynników. przyrodniczo-gospodarczych. i. społeczno-. ekonomicznych. Nieuwzględnienie istotnych czynników charakteryzujących obszary poeksploatacyjne, prowadzić może do generowania nadmiernie dużych wydatków jakie przedsiębiorca górniczy będzie musiał ponieść. Istotą prawidłowego przeprowadzenia rekultywacji, jest ustalenie planu wykonywania prac rekultywacyjnych i dostosowanie jej do warunków geologiczno – górniczych, technicznych,. rodzaju. i. natężenia. przedsiębiorca będzie dążył. ewentualnych. do minimalizacji. zagrożeń.. kosztów. Oczywiste. procesów. jest,. że. likwidacyjnych. i rekultywacyjnych szukając różnych możliwości w tym zakresie (Jagielska 2001). W celu minimalizowania kosztów rekultywacji, należy uwzględniać niektóre procesy (np. prace związane m.in. z przemieszczaniem mas ziemnych, kształtowaniem terenu przy zachowaniu odpowiedniego nachylenia) już na etapie projektowania oraz w trakcie. prowadzenia. eksploatacji. kruszyw.. Przywrócenie. gruntom. wartości. użytkowych odnosi się zawsze do rekultywacji technicznej i biologicznej, które wymuszają poniesienie znacznych nakładów finansowych. Dlatego niezbędna jest synchronizacja robót przygotowawczych pod kątem ustalonego kierunku rekultywacji już we wstępnym etapie procesu eksploatacji (Glapa, Jonek 1999). Do. elementów,. od. których. zależeć. będzie. kierunek. rekultywacji. terenu. poeksploatacyjnego należą: -. czynniki. geologiczno. –. górnicze,. głównie. warunki. hydrogeologiczne. i geotechniczne, -. czynniki ekologiczne – warunki otaczającego terenu, wartości obszaru przed podjęciem eksploatacji i wartości terenów otaczających wyrobisko,. -. czynniki. społeczne. uzależnione. od. potrzeb. lokalnych. społeczeństwa. i środowiska, -. czynniki ekonomiczno – finansowe,. -. czynniki formalno – prawne.. Czynniki te w procesie rekultywacji i zagospodarowania terenu decydują o formie końcowej wyrobiska i docelowej wartości użytkowej zagospodarowanego terenu. Wymienione elementy warunkują również szeroką gamę rozwiązań i możliwości gospodarczego zaadoptowania i użytkowania terenów poddanych rekultywacji. Powyższe czynniki będą miały wyraźny wpływ na koszt prowadzenia procesu rekultywacji. Oczywiście ranga wymienionych czynników jest różna i zależy od konkretnego rekultywacji.. przypadku,. co. Najczęściej. należy ustalenie. wziąć. pod. kierunku. uwagę. przy. rekultywacji. wyborze. kierunku. dyktowane. jest. ekonomicznymi i technicznymi możliwościami wykonania zabiegu, a te z kolei zależą od. indywidualnych. cech. i parametrów. rekultywacji.. 20. charakteryzujących. obszar. poddany.

(21) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Warto zaznaczyć, iż część z tych czynników jest o charakterze jednoznacznym. Ich analiza pozwala na ustalenie warunków, które mogą wprowadzać ograniczenia, preferencje, dopuszczalność lub dowolność w wyborze kierunku rekultywacji. 1.4.. Uwarunkowania procesu wyboru kierunku rekultywacji. Proces wyboru jest nieodłącznie związany z procesem podejmowania decyzji. Decyzja może dotyczyć: rozwiązywania pojawiających się problemów, wytyczania celów i kierunków działania, jak również określania metod oraz sposobów służących ich realizacji (Walczak 2012). Decyzja może być interpretowana jako: postanowienie będące efektem dokonanego przez człowieka wyboru. Przy czym wybór taki dotyczyć powinien przyszłych działań (jego skutkiem jest podjęcie określonego działania), a ponadto musi to być wybór nielosowy i oparty na świadomie przyjętych kryteriach (Bielski 1997). Według Dawsona (2008) podejmowanie decyzji można określić jako: celowy, nielosowy wybór jednego z co najmniej dwóch alternatywnych rozwiązań danego problemu. Każda podejmowana decyzja powinna być wynikiem przemyślanych analiz i wnikliwych rozważań ukierunkowanych na dokonanie wyboru takiego wariantu (metody) działania, który w najwyższym stopniu będzie stwarzał możliwość osiągnięcia zamierzonych celów w danych warunkach (Kurtys 1982). Należy przy tym brać pod uwagę. dostępne. środki,. zasoby. (materialne. i. niematerialne). oraz. możliwości. finansowe, a także obowiązujące przepisy prawa, tzn. ustawy, rozporządzenia itp. (Jerzmanowska 2013). Penc (1996), uważa, że podjęcie decyzji jest procesem wartościowania, badania relacji między różnymi rozwiązaniami i dokonania wyboru tego z nich, któremu przypisuje się najwyższą użyteczność. Natomiast decydowanie rozumiane jako proces decyzyjny powinno być utożsamiane z szeregiem złożonych działań polegających na rozwiązaniu konkretnego problemu, następnie podaniu wybranego rozwiązania do wiadomości zainteresowanych. osób. jako. informacji. normatywnej. (właściwa. decyzja). i egzekwowaniu realizacji jego założeń. W procesie decyzyjnym można wyróżnić trzy główne fazy (Romanowska, Trocki 2004): ‒ rozpoznanie i diagnozę problemu decyzyjnego, ‒ poszukiwanie (projektowanie) możliwych wariantów rozwiązania problemu, ‒ dokonanie wyboru najlepszego rozwiązania. W klasycznym procesie decyzyjnym wyróżnia się kilka etapów: ‒ analiza i określenie sytuacji problemowej w danych warunkach organizacyjnych, ‒ określenie zbioru możliwych decyzji, ‒ ocena możliwych decyzji, ‒ wybór najlepszego wariantu (propozycja działań), ‒ weryfikacja rekomendowanego wariantu i wprowadzenie korekt lub też powrót do kroków poprzednich dla uzupełnienia informacji, ‒ wdrożenie proponowanego i zatwierdzonego wariantu działań, ‒ obserwacja wyników i ich ocena, ‒ udoskonalenie; poprawa podjętych działań. 21.

(22) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Istotne dla podejmowania decyzji są warunki w jakich proces decyzyjny jest prowadzony, a podstawowym elementem niezbędnym dla podjęcia decyzji jest odpowiedni zasób wiedzy o analizowanym problemie. Wiedza jest pojęciem rozumianym intuicyjnie i interpretowanym w zależności od obszarów zastosowania, stąd też trudno zdefiniować dokładnie jej istotę. Ważne natomiast jest rozróżnianie pojęć danych, informacji i wiedzy. Wiedza oznacza ogół wiarygodnych informacji o rzeczywistości wraz z umiejętnością ich wykorzystania (Brzychczy i in. 2013). Dane, które zostały poddane kategoryzacji i klasyfikacji lub w inny sposób zostały uporządkowane stanowią informacje. Wiedza natomiast powstaje po powiązaniu pewnych danych i informacji relacjami (Jagielski 2005). Opisane trzy elementy: dane, informacje i wiedza, wchodzą. w skład tzw. trójkąta. niematerialnych zasobów organizacji (rysunek 1). Mądrość i wiedza są domeną ludzi, natomiast dane i informacje mogą być gromadzone w komputerach lub specjalnie do tego celu stworzonych bazach danych.. Realizowane przez ludzi. Mądrość Zastosowanie. Wiedza Znajomość. Informacja Wspomagane przez komputery Systemy IT Interpretacja. Dana. Rysunek 1. Trójkąt niematerialnych zasobów organizacji (źródło: opracowanie własne na podstawie Adamczyk 2005). Poruszając tematykę wiedzy należy wskazać na różne jej rodzaje. Najczęściej wyróżnia się wiedzę ogólną i specjalistyczną (ekspercką). Z uwagi na użyteczność wiedzy można wyróżnić: . wiedzę. deskryptywną,. która. opisuje. rzeczywistość. (wiedza. fotograficzna. i pojęciowa), . wiedzę normatywną w postaci zaleceń lub norm, reguł i nakazów.. Innym podziałem wiedzy, jest podział na (Jagielski 2005): . wiedzę deklaratywną („wiedzieć co”) związaną ze stanami rzeczywistości jak fakty, zjawiska, przypadkowa wiedza użytkowników,. . wiedzę proceduralną („wiedzieć jak”) np. w postaci reguł, zasad, algorytmów,. . metawiedzę, inaczej „wiem, że wiem”. Jest to wiedza służąca sterowaniu lub nadzorowaniu procesu prezentacji np. metareguły.. 22.

(23) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Wiedzę można również podzielić na (Brzychczy i in. 2013): . wiedzę incydentalną – obejmującą spostrzeżenia odnoszące się do konkretnych zindywidualizowanych sytuacji,. . wiedzę pogłębioną – powstałą w wyniku uogólnienia zaobserwowanych faktów i zebranych doświadczeń.. Stosując jako kryterium podziału źródła pochodzenia wiedzy, można wyróżnić następujące rodzaje wiedzy (Jagielski 2005): . wiedza specjalistów, ukierunkowana dziedzinowo,. . wiedza. przypadkowa. lub. sytuacyjna. (problemowa),. specyficzna. wiedza. użytkowników określonego systemu działania, . przejściowe lub końcowe rezultaty procesów reprezentacji wiedzy.. Wśród najczęściej prezentowanych klasyfikacji wiedzy znajdują się podziały na wiedzę (Kisielnicki 2008, Piech 2004): . jawną (skodyfikowaną), która wyrażona jest w postaci znakowej i zapisanej na nośnikach. wiedzy.. Nadaje. się. ona. do. przekazywania. za. pomocą. sformalizowanego i usystematyzowanego języka naturalnego lub sztucznego. Może. być. wyrażona. przy. zastosowaniu. reguł. gramatyki,. formuł. matematycznych, zestawień itp., . niejawną (cichą), która nie jest spisana ani sformalizowana. Jest to wiedza proceduralna, zawarta w umiejętnościach i rutynach.. Ze względu na podmiot dysponujący wiedzą można wyróżnić następujące rodzaje wiedzy (Brzychczy i in. 2013): . indywidualną – będącą w dyspozycji konkretnego człowieka jako pochodna jego umiejętności, zdolności i doświadczeń życiowych, do niej należy wiedza fachowa,. . zespołową – wspólną zunifikowaną część wiedzy indywidualnej członków grupy społecznej,. . instytucjonalną – będącą w posiadaniu instytucji.. Istnieje jeszcze wiele innych podziałów i klasyfikacji wiedzy (rysunek 2) świadczących o tym jak złożonym zasobem jest wiedza.. 23.

(24) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. RODZAJE WIEDZY. Kryterium różnorodności. Kryterium ogólności. FAKTOGRAFICZNA oparta na faktach. PROCEDURALNA algorytmiczna, heurystyczna. SEMANTYCZNA oparta o znaczenie wyrazów i terminów. NORMATYWNA ustalająca normy i wzorce. Kryterium pewności. Kryterium stopnia zbliżenia do danej dziedziny. TEORETYCZNA budowana na twierdzeniach, teoriach, itp.. PEWNA oparta na faktach i udowodnionych prawach. EMPIRYCZNA oparta na obserwacji i doświadczeniu. NIEPEWNA częściowo potwierdzona faktami i prawami. STERUJĄCA oparta na wiedzy teoretycznej i empirycznej. HIPOTETYCZNA oparta o przypuszczenia. SPECYFICZNA bezpośrednio związana z daną dziedziną. ABSTRAKCYJNA modelowa, ogólna. INTERDYSCYPLINARNA wykorzystująca łącznie wiele dziedzin wiedzy dla opisu i analizy zjawiska. NIEWIEDZA całkowity brak wiedzy. Rysunek 2. Rodzaje wiedzy (źródło: opracowanie własne na podstawie Flakiewicz 2002). Dla prawidłowego podejmowania decyzji istotna jest jakość wiedzy. Wiedza, a przede wszystkim wiedza ekspercka, która jest wynikiem działalności myślowej człowieka i realizacji. procesu. poznania. może. być. w. pewnym. stopniu. niedoskonała. (Brzychczy i in. 2013). Niedoskonałość wiedzy może przejawiać się na kilka sposobów. Można wyróżnić następujące typy wiedzy niedoskonałej (Sitek 2011): . wiedza niepewna,. . wiedza niepełna,. . wiedza niedokładna.. W przypadku wiedzy niepewnej mamy do czynienia ze stwierdzeniami, o których w ogólnym przypadku nie można powiedzieć z pewnością, że są prawdziwe albo fałszywe. Niepełność wiedzy oznacza, że status prawdziwości pewnych stwierdzeń potrzebnych do wnioskowania nie jest znany. Niedokładność z kolei polega na niemożliwości precyzyjnego odróżnienia obiektów należących do pewnej relacji od obiektów do niej nienależących. Istnieją narzędzia do zapisu, przechowywania i wykorzystania wiedzy w procesie decyzyjnym w sposób zautomatyzowany, z różnymi możliwościami reprezentacji wiedzy (w tym niedoskonałej). Takimi narzędziami są systemy ekspertowe. System. ekspertowy. definiowany. jest. jako. system. informatyczny. zawierający. wyspecjalizowaną wiedzę na temat specyficznego obszaru ludzkiej działalności, udzielający porad w sprawach, z którymi użytkownik nie może sobie poradzić (Sitek 2011). Systemy ekspertowe związane są z pozyskiwaniem i przetwarzaniem wiedzy. Należą one do dziedziny nauki nazwanej inżynierią wiedzy (ang. knowledge engineering). Inżynieria wiedzy jest dyscypliną inżynierską, która obejmuje integrację 24.

(25) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. wiedzy w systemach informatycznych w celu rozwiązywania złożonych problemów, które wymagają wysokiego poziomu ludzkiej wiedzy. Architektura. systemu. ekspertowego. składa. się. najczęściej. z. następujących,. podstawowych modułów (Stefanowicz 2003): . baza wiedzy,. . moduł pozyskiwania wiedzy,. . moduł wnioskowania,. . moduł objaśniający,. . interfejs użytkownika.. Najistotniejszym elementem ze względu na działanie systemu jest baza wiedzy (Kozakiewicz. 2000).. Baza. wiedzy. zawiera. formalny. opis. wiedzy. dziedzinowej. problemu, którego system ekspertowy dotyczy (Jagielski 2005). Jej konstrukcja w zależności od specyfiki dziedziny składać się może z różnego rodzaju baz np.: . bazy danych,. . bazy reguł,. . bazy modeli,. . bazy wiedzy zdroworozsądkowej (reprezentacja tzw. meta wiedzy),. . innych (np. bazy opisów, bazy faktów, bazy tekstów).. Systemy eksperckie klasyfikujemy ze względu na ich funkcje, na (Jagielski 2005): . doradcze (advisory systems),. . podejmujące decyzje bez udziału człowieka (dictatorial systems),. . krytykujące (criticizing systems).. Ze względu na metodę prowadzenia procesu wnioskowania systemy eksperckie dzielimy na (Brzychczy i in. 2013): . systemy z logiką dwuwartościową (Boole’a),. . systemy z logiką wielowartościową,. . systemy z logiką rozmytą.. Ze względu na rodzaje baz wiedzy systemy eksperckie dzielimy na (Mulawka 1996):. W. . systemy regułowe (rule-based expert systems),. . systemy oparte na rachunku predykatów,. . systemy z reprezentacją wiedzy w postaci sieci semantycznych,. . systemy z reprezentacją wiedzy w postaci ram,. . systemy z reprezentacją wiedzy w postaci modeli obliczeniowych.. literaturze. można. również. spotkać. klasyfikację. ekspertowych, którą przedstawiono na rysunku 3.. 25. informacji. w. systemach.

(26) Zastosowanie systemu rozmytego do wspomagania wyboru kierunku rekultywacji terenów poeksploatacyjnych kruszyw naturalnych. Informacja. Doskonała informacja. Niedoskonała informacja. Niepełna informacja. Niepewna informacja. Niepewne dane. Niepewna wiedza. Rysunek 3. Informacja w systemach ekspertowych (źródło: opracowanie własne na podstawie Grzymala-Busse 1991). Informacja doskonała to informacja, która jest prawdą bez zastrzeżeń, w przeciwnym razie jest niedoskonała. Informacja niedoskonała może być informacją niepewną (wynikającą z niepewnych danych lub niepewnej wiedzy) lub niepełną (np. występują braki w opisie problemu) (Brzychczy i in. 2013). Wiedza. jest. niezbędna. do. prowadzenia. procesu. wnioskowania.. W. systemie. ekspertowym rozróżnia się następujące typy wnioskowania (Mulawka 1996): . wnioskowanie w przód (forward chaining, od warunków do wniosku),. . wnioskowanie wstecz (backward chaining, od hipotezy do warunków),. . wnioskowanie mieszane.. Wnioskowanie może być dokładne, bez uwzględniania niepewności, lub przybliżone. W tym drugim przypadku stosuje się stopnie pewności faktów/warunków i reguł oraz logikę rozmytą. Podejmowanie decyzji w sprawie przedsięwzięć związanych z rekultywacją wymaga dokonania analizy czynników charakteryzujących dany teren (które nie zawsze muszą mieć charakter parametryczny), a także oceny i analizy kosztowej. Obiektywność wyboru wariantu kierunku rekultywacji mogą zapewnić metody uwzględniające specyfikę zagadnienia i wykorzystujące zgromadzoną wiedzę do podejmowania decyzji. Dla optymalizacji decyzji dotyczących wyboru sposobu rekultywacji terenu zakładu górniczego wykorzystano dotychczas m.in. następujące metody: . metoda. zintegrowanego. inżynieryjnych. –. zapisu. stosowana. stanu dla. i. procesu. procesu. przemian. krajobrazów. decyzyjnego. związanego. z rewaloryzacją krajobrazu (Wielgus, Rymsza-Mazur, 2007), . metoda ekspercka – związana z optymalnym wyborem kierunku rekultywacji i zagospodarowania (Cymerman 1988, Malewski 1998 i 1999),. 26.