Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Инженерная защита вод в природно-технических системах на техногенно-нагруженных территориях

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Инженерная защита вод в природно-технических системах на техногенно-нагруженных территориях"

СОЛЬСКИЙ СТАНИСЛАВ ВИКТОРОВИЧ

ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ВОД В ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ НА ТЕХНОГЕННО-НАГРУЖЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Специальность 25 00 36 - Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - ?007

003160536

Работа выполнена в ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им Б Е Веденеева»

Научный консультант, доктор технических наук, профессор - Штыков Валерий Иванович Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор - Сметанин Владимир Иванович доктор технических наук, профессор - Тарасов Борис Гаврилович доктор технических наук, с н с - Даишев Шамиль Талгатович

Ведущая организация - ФГУП «Российский научный центр «Прикладная химия»

Защита состоится »

на заседании диссертационного совета Д 212 229 17 в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29, гидрокорпус 2, ауд 411

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Автореферат разослан «

М »сетя&м 200 7 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Орлов В Т

Общая характеристика работы Актуальность темы Решение проблемы сохранения природного качества подземных и поверхностных вод может быть достигнуто двумя путями созданием систем инженерной защиты природных вод 01 попадания в них загрязняющих вещее I в и развитие новых, прогрессивных технологии очистки использованных вод Решению первой задачи и посвящена данная работа

Недостаточное научное обеспечение в области разработки новых технических решений инженерной защиты природных вод на техногенно-нагруженных территориях, недостаточный учет многообразия природных факторов, характеризующих конкретный объект, приводит к ряду недостатков в практике изысканий, проектирования, строительства и эксплуатции систем инженерной защиты

Поэтому, проблема разработки и совершенствования научного обеспечения инженерной защиты природных вод от загрязнения на техногенно-нагруженных 1ерриториях, которая позволила бы с учетом ее функционального назначения и природно-климатических условий создавать надежные, безопасные природно-технические системы, про! но¡ировать уровень негативного воздействия и обеспечить условия для проведения эффективной рекулыивации территорий является своевременной и актуальной

Целью диссертации являлось решение важной хозяйственной проблемы по разработке научного обеспечения новых технических решений, конкретных методик оценок и расчетов, рекомендаций по проектированию, строительству и эксплуагации инженерной защиты природных вод 01 загрязнения в природно-технических системах на техногенно-нагруженных территориях, а так же ряда новых конкретных схем инженерной защиты, обладающих высоким уровнем надежности и экологической безопасности по о ¡ношению к природным водам

Таким образом, в число основных задач исследований были включены

- анализ безопасности сложной природно-технической системы, позволяющий обосновать комплекс мероприятий, необходимый и достаючный для обеспечения эколог ической безопасности природных вод на территории, поверхносшые и подземные воды которой могут подвергаться загрязнению,

— обоснование расчетных гидрологических характеристик на техпогенно-наг руженной территории, определение коэффициентов стока для некоюрых видов поверхностей, характерных для техногенно-нагруженных территорий, по данным экспериментальных исследований, проведенных в натурных условиях,

- усовершенствование методики численного моделирования пространственных филы-рационных потоков в областях филы-рации сложной конфигурации, с кусочно-неоднородными фильтрационными характеристиками и сложными условиями питания и разгрузки, характерных для природно-техничеоких систем на технсм енно-нагружснных территориях,

- разработка способа оценки величины риска ¡афязнения природных вод при использовании модели массопереноса для проведения прогнозных вероятностных расчетов распространения загрязняющих веществ в природно-технических системах,

- разработка метода оценки состояния систем инженерной защи1ы с целью обеспечения их мониторинга

Методическую базу исследований составили основы теории анализа безопасности сложных природно-технических систем, методы расчетов гидрологических харак!еристик малых водосборов, матема1ические модели фильтрации и процессов переноса загрязняющих веществ, численные методы решения уравнений, методы анализа случайных явлений, оценки надежности инженерных объектов и технической диагностики

Достоверность и обоснованноегь научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, основана на

- удовле1 верительном совпадении расчетных величин стока но разработанной методике с имеющимися экспериментальными данными, полученными лично авюром,

- хорошей сходимости рассчитанного водного баланса (невязка рассчи1анного водного баланса не более 10%) с на1урными данными, полученными лично автором,

- совпадении результатов численного моделирования, с результатами электрогидродинамического моделирования и данными натурных наблюдений, полученных лично автором, а также с результатами расчетов опубликованными другими авторами,

- использовании сертифицированного оборудования и программного обеспечения для проведения экспериментальных исследований и численного моделирования

Научную новизну работы определяют следующие элементы выполненных иссче-довапий по геоэкол01 ии

- предложен комплексный подход к изучению всех факторов, обуславливающих обоснованность технических решений по защите природных вод от загрязнения в сложных при-родно-1ехнических системах на техно! енно-нагруженпых территориях,

- разработан порядок анализа безопасное!и сложной природно-технической системы, и на его основе принципы оптимизации проектных решений,

- про! нозирование, на стадии проектирования, влияния системы инженерном ¡ащиты на природные воды,

- экспериментально получены коэффициент сюка для ряда поверхностей, характерных для техногенно-на1руженных территорий,

- обоснован вероятностный подход к решению задач массоперепоса,

- разработаны основные положения но оценке состояния и мониторингу инженерной защиты природных вод на техногенно-нагруженных территориях

Личный вклад автора заключается в разрабо 1 ке комплексного подхода к решению задач научного обоснования проектирования и строительства систем инженерном защиты природных вод от загрязнения на техногенно-нагруженной территории в сложных при-родно-технических системах В процессе решения этих задач автором

- разработана процедура анализа безопасности сложной природпо-технической системы при инженерной защите природных вод о 1 загрязнения на техногенно-нагруженных территориях,

- предложена методика расчета основных гидроло1 ических характеристик техногенно-нагруженных 1ерриюрий и в нолевых условиях экспериментально определены коэффици-ен1Ы стока для некоторых видов поверхностей, характерных для эгих территории,

- усовершенствована методика численного моделирования пространственных фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации с кусочно-неоднородными фильтрационными характеристиками и сложными условиями питания и разгрузки,

- предложен способ оценки величины риска загрязнения природных вод при использовании модели массопереноса Выполнен сравнительный анализ вероягносшых расчеюв времени достижения фронта переноса загрязняющего вещес1ва до определенно! о створа с учетом и без уче!а сорбции,

- разработан метод оценки состояния систем инженерной защиты с целью обеспечения их мониторинга применительно к ряду конкретных обьекюв

Практическая значимость диссер|ации заключается в формулировке и реализации основных принципов обоснования технических решений инженерной защиты природных вод от загрязнения, выборе рациональной схемы дренирования техногенно-нагруженных территорий, повышении качества оценки надежности систем инженерной защиты природных вод от загрязнения Все это должно повысить эффективность инженерных решений при проектировании и эксплуатации Материалы исследований вошли в сос1ав «Методических указаний по проведению анализа риска аварий гидротехнических сооружений» СПб, 2000 1 и «Методики расчета гидрологических характери-

стик техногенно-нагруженных территорий» СПб , 2005 г Разработки автора используются в учебном процессе в МГУП и СПбГПУ

Результаты работы внедрены в проектной практике ООО НПК «ПРОЕКТВОД-СТОЙ», ФГУП «РПЦ «Прикладная химия», АО «Ленгидропроскт», АО «СПБ Атомтспло-электропроект», АО ГИПРОСПЕЦГАЗ, Муниципальное предприятие - проектный институт «Ленгипроинжпроекч», ГИПРОНИИ РАН СПб НЦ, 1У 1НПЦ «Ленводпроекг», г Санкт-Петербурга, ОАО «Мурмапскпромпроект» г Мурманск, АО «Уралтеплоэлектро-проект» г Екатеринбург, ОАО «ПечорНИПИнеф 1 ь» 1 Ухта, ОАО «СургутНИ! Шнефть» I Сур1у1, а также еще в более чем 20 проектно-изыскательских организациях г г Белгорода, Владивостока, Мурманска, Омска, С Петербурга, и др

Научные разработки и технические решения предложенные и обоснованные автором положены в основу около 30 проекюв инженерной защиты природных вод в нрирод-но-технических системах на техногенно-нагруженных территориях, из которых к настоящему времени 26 проектов получили положительные заключения соответствующих надзорных органов - Роспотребнадзора, Ростехнадзора, Управления государственной вневедомственной экспертизы, и др, 15 построены и введены в эксплуатацию, 5 находится в стадии строительства Результаты мониторинга, ведущегося на построенных объектах, свидетельствуют о высокой экологической эффективности принятых решений

Апробация работы Результаты исследований доложены на более чем 50 конференциях, семинарах и совещаниях (международных, всероссииских, офаслевых и др Москва, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, Челябинск, 1996, 1997 Саню-Петербург, 1997, 1998, 1999, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, Ташкент, 1997, Мурманск, 1997, 1998, Иркутск, 1997, 2003, Сыктывкар, 1998, 2005, Томск, 1998, Екатеринбург, 1999, КНР, 1999, Яремче, 2000, Петрозаводск, 2000, Севастополь, 2001, Коктебель, 2001, Львов, 2002, Ялта, 2003, Душанбе, 2003, Пятигорск, 2004

Отдельные результаты работы неоднократно рассматривались на Секции «Основания, грунтовые и подземные сооружения» и на Ученом Совете ОАО «ВНИИ1 им Б Е Веденеева»

Основные положения диссертации отражены в монографии, научных ста>ьях и изобретении автора объемом свыше 36 и л , из коюрых авюру принадлежит более 26 п л

На защиту выносятся - процедура анализа безопасности сложной природно-техническои сиоемы, рекомендации по оценке риска возникновения опасных ситуаций загрязнения природных вод и вы-

работке управляющих воздействий, обеспечивающих нормативное качество природных вод

- методика обоснования расчетных I идрологических харак[еристик техпогенно-нагруженных территорий,

- результаты комплексных нолевых исследований но определению коэффициентов стока для некоторых видов поверхностей, характерных для техногснно-на1 руженных территорий,

- методика численного моделирования пространственных филы рационных потоков в неоднородных областях фильтрации сложной конфигурации со сложным расположением площадных, линейных и точечных зон питания и разгрузки и включающая процедуру оптимизации управляющих воздейс[вии характеристиками фильтрационных потоков,

- вероятностная математическая модель распространения загрязняющих веществ с учетом гидрогеологическою режима техногенно-нагруженных территорий,

- основные принципы обоснования технических решений систем инженерной защиты природных вод от загрязнения на техногенпо-нагруженных 1ерриториях в природно-1ехнических системах

Структура и объем диссертации Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка лшературы из 352 наименований и 3-х приложений Основной текст диссертации изложен на 272 страницах, содержи 1 30 иллюстраций и 30 таблиц

Краткое содержание диссертации Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели исследований, приводятся основные положения, выносимые на защшу

В первой главе охарактеризовано современное состояние проблемы сохранения качеова природных вод в природночехнических системах на техн01енн0-на1 руженных 1ерриториях и дается характерно и ка проблемы промышленных и бытовых отходов в РФ, с точки зрения их потенциального воздействия на природные воды

Изучению разнообразных аспектов функционирования сложных природно-гехнических систем, выражающихся во взаимодействии техногенно-на! руженных территорий и природных вод районов их размещения посвящены труды отечественных и зарубежных авторов, среди коюрых особое место занимают исследования Алексеевой 1 Ь, Арефьева II В , Айдарова И П , Васильева Ю С , Венцюлиса Л С , Голованова А И , Гор-диенко С Г , Даишева Ш I , Далькова М П , Кветной И А , Кирейчевой Л В , Корытовой И В , Ласкина Ь М , Масликова В И , Пантелеева В Г , I [опова А Н , Самофалова Д П , Семина С I Скорика Ю И Смеганина В И , Соломина И А, Стефанишина Д В ,

Сухарева Ю И , Тарасова Б Г, Федорова МП, Финагенова О М , Фролова Л Н , Черняева Л М , Штыкова В И, Шульмана С Г, и ряд других работ, в которых рассмагри-ваются проблемы генезиса процессов загрязнения поверхностных и подземных вод районов функционирования техногенно-на1 руженных территорий, а также рассматриваются методические подходы к обоснованию путей решения проблемы обеспечения безопасности природных вод

В РФ к настоящему времени сложилась ситуация, при которой поверхностные и подземные воды вовлекаясь в хозяйственную деятельность, подвергаются загрязнению, засорению и истощению, и качество более трети их не соответствует требованиям государственных стандартов

Охрана водных объектов от загрязнения осуществляется посредством peí улирова-ния деятельности как стационарных, так и других, в тч диффузионных (загрязнение через поверхность земли и воду) источников загрязнения доля которых может составлять 50-80% суммарно! о 3ai рязнепия

В наибольшей мере источником как сосредоточенного, так и диффузного загрязнения природных вод являются технотенно-нагруженные терриюрии, в частности места размещения отходов, как санкционированные, так и несанкционированные

Наряду с широко известными, наиболее распространенными видами негативного воздействия на водные объекты, которые с известной долей условности можно отнести к перманентным, в соответствии с Водным Кодексом РФ выделяется аварийное загрязнение водных объектов, которое возникает при *алиовом сбросе вредных веществ в поверхностные или подземные водные объекты

Ограничим область рассмотрения инженерной защиты природных вод по водным объектам - поверхностными и подземными водными объектами, а по виду воздействия на природные воды - их загрязнением

Наиболее радикальным способом борьбы с загрязнением природных вод в стожившихся природно-тсхнических системах на техногенно-нагруженных территориях является рекультивация

При организация новых мест размещения промышленных и бытовых отходов должно осуществляться рациональное обеспечение условий, препятствующих загрязнению грунтовых и поверхностных вод

Анализ показал, что для решения этих сложнейших проблем не существует единого, цельною подхода, который бы позволил обьединить в одной концепции научно-

методические, технические, организационные и административные решения и воздействия обеспечивающие управление экологической безопасностью природных вод

Несмотря на обширный круг публикаций, посвященных данной тематике можно выделить ряд вопросов не нашедших должного освещения, к их числу в первую очередь

01н0ся1ся

- проблема комплексной оценки обстановки с загрязнением природных вод на тсхноген-но-нагруженных территориях в части определения причин и основных путей пооунления загрязняющих веществ,

- проблема получения достоверных исходных данных и выполнения соответствующих прогнозов режимов поверхностных и подземных вод, в части влияния на них управляющих воздсйс1вий, направленных на обеспечение их качес1ва,

- проблема оптимизации технических решений на основе прогноза и оценки их эффек!ив-ности, с учетом многообразию взаимодействующих факторов, присущих системам инженерной защиты природных вод в природно-технических системах на техногенно-нагруженных территориях

Во в юрой 1лаве проработан вопрос обоснования управляющих воздействий, направленных на снижение уровня негативного влияния элементов техногенно-нагруженной 1ерриюрии на природные воды с привлечением аппарат аналим безопасности сложных природно-технических систем на техногенпо-нагружепных территориях

Различным аспектам решения проблем обоснования и разработки комплексов мероприятий (по суш управляющих воздействий) для защиты природных вод от загрязнения, основанных па результатах анализа безопасности и оценок риска посвящены работы таких отечественных и зарубежных авторов как Арефьев Н В , Фелл, Шульман С Г, Мирцхулава Ц Е , Финагенов О М, Стефанишин Д В , Добрынин С Н , Пантелеев В Г , Корытова И В , Елохин А Н , Хеичи Дж Э , Кумамото X , Никитина Н Я , Вондарева IIЛ , Иващенко И Н , Маршалл В и ряд других авторов

Однако, поскольку задача защшы природных вод в ириродно-технических системах от загрязнения в этих работах являлась вторичной, и раскрывалась на фоне решения проблем обеспечения безопасности гидротехнических сооружений, некоторые проблемы анализа безопасности природных вод техногенпо-нагружепных территорий, как реципиента риска, остаются исследованными недостаточно В частности не отработана процедура анализа безопасности сложной природно-техпической системы, где детально бы рассматривался процесс загрязнения природных вод, не систематизированы основные опасности и процессы, приводящие к загрязнению природных вод в природно-технических

системах на техпменно-нагруженных территориях, не отработана методика выбора и обоснования по результатам анализа безопасности управляющих воздействий, обеспечивающих приемлемый уровень загрязнения природных вод

Ввиду специфики рассматриваемых процессов загрязнения природных вод на тех-ногеппо-нагруженных территориях и привлечение к детальному изучению элементов этой сложной нриродпо-технической системы аппарата анализа безопасности вводится понятие «опасная ситуация» применительно к загрязнению природных вод

Суть «опасной ситуации» заключается в создании на объекте условий либо сверхрасчетного перманентного поступления в природные воды загрязняющих веществ в виде фильтрат, либо единовременного выхода за пределы контура отвала масс отходов в виде технологического селя, обусловленного чрезмерной его обводненностью, либо при во!-никновении аварийных ситуаций в технологических элементах обращения отходов на объекте, связанных с проливами загрязняющих веществ Это понятие безусловно перекликается с термином «авария», где авария - опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного и транспортного процесса, а также нанесению ущерба окружающей природной среде

Учитывая комплексность проблем, подлежащих решению при орI анизации защиты природных вод на техногенно-нагруженной территории, мнот офакторность причин, порождающих проблему загрязнения вод, явную методологическую связь между термином «авария» и вводимым понятием «опасная ситуация», для разработки комплекса мероприятий по управлению экологической безопасностью системы «объект размещения отходов -природные воды» предлагается использовать аппарат системного анализа безопасности сложной природно-технической системы (ПТС), адаптированного к кругу проблем, связанных с защитой природных вод от загрязнения

Задача анализа безопасности сложной нриродпо-технической системы «экологически опасный объект - природные воды» в классической постановке сводится к идентификации опасностей, возникающих при строительстве, эксплуатации, рекультивации и консервации техногенного объекта по отношению к природным водам, определение характера и уровня этих опасностей, оценке приемлемости риска реализации возникающих опасностей, и установлению наиболее эффективных управляющих воздействий на объект, с целью уменьшения риска загрязнения природных вод

Систему «экологически опасный объект - природные воды» следуе! рассматривать как сложную природно-техиическую систему, харак!еризующугося дополнительными факторами риска взаимного влияния элементов ноя системы, как при нормальном их функционировании, так и при возникновении опасных ситуаций в системе в процессе строительства, эксплуатации, консервации и рекультивации

Разработана следующая процедура анализа опасностей и риска сложной природно-техн и ческой системы

- определение природно-технической системы и харак геристика ее основных элементов,

- декомпозиция системы на характерные иолэлементы, участки, блоки и узлы,

- прогноз характера и уровней дополнительных факторов риска - отрицательных воздействий подэлементов экологически опасного объеюа на природные воды территории его размещения, возможных в штатных режимах и при аварии,

- анализ и оценка риска возникновения опасной ситуации на территории размещения объекта обращения с отходами,

- разработка мероприяшй по обеспечению безопасности природных вод в условиях размещения на данной территории экологически опаснет о объекта

Определение природно-технической сис1емы выполняется путем идентификации ее основных элеменюв и системообразующих связей между ними, а 1акже пространственных границ системы

Декомпозиция системы на характерные подэлементы, участи, блоки, узлы выполняется с учетом природных факторов (климата, рельефа, инженерно-геологических, гидрогеологических, гидрологических условий и др) территории размещения экологически опасного объект, компоновки самого объекта, свойств и состояния буферной зоны Кри-1ерий разбиения - однородность свойств подэлементов и характера опасностей, возникающих при сближении потенциально способных к взаимодействию объектов Декомпозиция системы позвотяет обеспечить полноту и де1альность анализа безопасности

Для идентификации опасное ¡ей возникновения неблагоприятных ситуаций, влекущих за собой сверхрасче1ное перманентное или аварийное загрязнение природных вод |ерриторий и мест размещения отходов, нами предложен подход, аналогичный подходу идентификации опасностей сложных природно-технических систем, с тем отличием, что рассматриваемая сложная ПТС формируется на базе сложившегося ландшафт, инфраструктуры территории и объекта, загрязняющею природные воды При этом в качестве реципиента риска рассмафивакмся природные воды - поверхностные и подземные Контролируемый показатель воздействия на природные воды - изменение показателей каче-

сгва природных вод в замыкающем (замыкающих) створс и/или точке сброса для поверхностных вод и в контрольных скважинах в водоносных горизонтах по границе землео!во-да рассмафиваемой территории - для подземных вод

Так же на основе анализа и обобщения мно1их параметров нами разрабоын обобщенный план мест размещения экологически опасного объек!а с различными видами обу-сфойства (рис 1)

Переработка (сжигание) жидких огчодрв

дренажная сиаема

сисгсма орошения

Насосная станция орошения

Система подпитки , (внутренний водопровод) П т

Пруд-накопитель

Канал изаиионый

"-е и

ыжпе^

I Х

Л'П

&

распределитель! ш есть системы гидротранспо|ка

-Щ-Г

-

¡11III111 ц т , ->П-

¿Ч-ЧЧ-,

11

система сбора фильтрата

Ошсшыс соор^юпия

Насоош стаищи

Рис 1 Обобщенный план территории размещения отходов с различными видами обус!ройства

На эюм плане показаны основные виды сооружений (насыпные отвалы и намывные накопители отходов - положительные формы рельефа, наливные - отрицательные формы рельефа), а так же основные виды водотранспортирукяцих сетей, предназначенных для нормальной эксплуатации подобных обьектов Учет этих факторов в разрабо[анной нами обобщенной блок-схеме анализа возникновения и развития опасных ситуаций в природно-технических системах в местах размещения о 1 ходов позволяет наиболее полно выполнить прогноз характера и уровней дополнительных факюров риска - отрица1еп.ь-ных воздействий подэлементов экологически опасного обьекта на природные воды

Вычисление и оценка риска в общем виде должны включать анализ часюгы, анализ последствий, выявленных на этане идентификации опасных событий, и анализ неопределенностей полученных результатов

В диссертации рассмотрена задача оценки риска вожикновения опасной ситуации, ведущей к загрязнению природных вод

Определим i - й риск в системе как произведение вероятности нежелательного события (неисправности, отказа, аварии) в системе, события которое связано с определенным ущербом либо потерей, и величины этого финансового ущерба (потери) D(E¡) Тогда полный (суммарный, обобщенный) риск в системе Rh в классическом выражении может быть представлен как сумма частных 1-х рисков

Rt =t,r(E,)D(E,) (1)

Здесь Г{Е,) - вероятность реализации нежелательного события (повреждения, неисправности, аварии, ущерба и пр ) Е, в системе

Таким образом, в классической постановке, задача оценки риска возникновения опасной ситуации, ведущей к загрязнению природных вод, рассматриваемого в виде системы, своди 1ся к оценке вероятностей наступления нежелательных i - х событий в соответствующей системе Р(Е,) и оценке связанных с этими событиями ущербов D(Et)

Пусть событие Я, является одним из сценариев реалшации аварийного события А в системе (например, одним из сценариев возникновения аварии накопителя, ведущей к загрязнению природных вод) Рассмотрим вероятность Р(Е, | А) - условную вероятность

реализации сценария Еп при условии, что сосюялось событие А (произошло разрушение накопителя) Если вероятность P{Et \ А), а также вероятность события А известны или же их можно определить, то безусловная вероятность реализации сценария K¡

Р(Е,) = Р(А)Р(Е1\А), (2)

где Р(А) - вероятность возникновения события А

Форм>ла (2) позволяет нам решить задачу оценки риска аварии на накопителе, используя при этом классическую модель (1) Решение сводится к оценке обобщенной (полной) вероятнос1й аварии на накопителе Р(А) с учетом различных сценариев ее возникновения и условных вероя1ностсй P(Et \ А) - вероятностей реализации сценариев Et, при

условии, чго произошло «обобщенное» событие А При эюм событие А представляет собой «обобщенную» аварию на накопителе, включающей различные сценарии

Рассмотрим теперь способ оценки вероятностей Р(Е, \ А) в рамках подхода Ьаие-

са

Сущность подхода Байеса при оценке условных вероятностей заключается в использовании новой информации (после опыта, эксперимента) для уточнения априорных вероятностей, которые имеются в распоряжении исследователя до опыта (эксперимента) Эксперимент (опыт) здесь выступает в роли условия

Введем понятие условной вероятности аварии накопителя как системы Р(А \ Е:) при условии реализации сценария Е( Пус i ь Р(А ¡ E¡) = P(E¡ 0 )

Соответственно, выражение для вероятности Р(Е, | А) может быть записано следующим образом

0)

= (3)

J:P(e,)P(E¡0)

1=1

где Р(Е, | А) — искомая нами условная вероятность реализации сценария при условии, ч то состоится событие А

Таким образом, в результате преобразования априорных вероятностей в зависимости от характера системы, который проявляется через логическое взаимодействие элементов, мы можем оценить условные апостериорные вероятности реализации каждого из сценариев Е1 (при условии, что состоится событие А) и переити к оценке риска по формулам (1) и (2)

Рекомендации но уменьшению риска возникновения опасной ситуации в природно-технической системе разрабатываются на заключительном этапе анализа риска Автором показано, что учет последовательности реализации возможных годовых ущербов и времени реализации событий, приводящих к аварии на накопителе, приводит к значительному снижению обобщенной вероятности аварии и обобщенно! о риска

Разработка конкретных мероприятий но обеспечению безопасности природных вод на территории размещения экологически опасного объекта выполняется согласно выбранным приоршегам и с учетом особенностей основных элементов природно-тсхнической системы - объекта, буферной зоны и природных факторов, присущих данной территории Цель мероприятии - наиболее эффективное снижение опасностей для природных вод как перманентных, так и залповых (аварийных) от экологически опасного объекта

В третьей главе приводится анализ существующих методов расчета поверхностного стока с естественных и испытывающих влияние хозяйственной деятельности территорий, состояния и проблем современной нормативной базы расчета основных гидрологических характеристик гехногенно-нагруженных территорий, рассматриваются особенности условий формирования поверхностного стока этих территорий, приводятся результаты натурных исследований автора по определению коэффициентов стока некоторых видов поверхностей, характерных для техногенпо-пагруженных территорий, предложена методика расчета гидрологических характеристик гехногепно-нагруженных территорий, разработанная на основе обобщения и модификации рассмотренных методов

При разработке и реализации комплексов мероприятий по инженерно-экологическому обустройству техногенно-нагруженных территорий (водообустройству и управлению качеством сюка обоснованию технических решений по защите природных вод районов их размещения, выбору технологии производства работ и др) возникает необходимость решения ряда проблем, связанных с получением исходных данных для проведения подобного рода разработок В первую очередь это сведения

- о путях, объемах и характере поступления загрязнений в природные воды на техно-генно-нагруженной территории и за ее пределами,

- о гидрологических условиях техногепно-нагруженной территории, в том числе об особенностях и генезисе гидрографической сети, расчетных гидрологических характеристиках,

- о специфике водного режима территории места размещения отходов, учитывающей наличие нескольких стокоформирующих комплексов и техногенных факторов, связанных с возможными утечками из водотранспортируюгцих коммуникаций, перекачками некоторых объемов жидкости, участвующих в водном балансе на рассматриваемой территории, за ее пределы и/или извне,

- о величине и режиме инфильтрационной составляющей поверхностного стока

Решению этих проблем посвящены многочисленные |руды отечественных и зарубежных ученых, к основным из которых можно отнести работы Будыко М И , Водогрец-кого В Е , Куприянова В В , Самофалова Д П, Скакальского Б Г , Соколовского Д Л , и др

Анализ результатов исследований упомянутых и других авторов показывает, что при расчетах поверхностного стока вод с техногенно-нарушенных территорий используются подходы, применимые или для естественных природных ландшафтов, иногда нарушенных вспашкой, или для речных бассейнов с невысокой долей урбанизированных площадей, или для городских терри юрии (расчет объемов стока, сброшенных в ливневую ка-

нализацию) или для различных их комбинаций При таком подходе не учитываются многие специфические особенности техногенно-натруженных территорий, оказывающие значительное воздействие на формирование поверхностного стока, что влияе1 на ючность получаемых результатов

Следует отметить, что сущес1вуе[ целая группа поверхностей, характерных именно для техногенно-натруженных территорий Из анализа лшерагурных источников следует, что ранее коэффициенты поверхностного стока для некоторых видов поверхнос1ей никогда не определялись Возникла необходимость получения этих коэффициенюв опытным путем, что и было осуществлено в период 1995-1996 гг, koi да проводились наблюдения за гидрологическим режимом полигона промышленных токсичных отходов «Красный Бор» и прилегающей к нему территории Наблюдения включали измерение стока, осадков, температуры, снежного покрова, оценки увлажненности водосбора и динамики промерзания почвы

Характеристика водосборов, выделенных на территории полшона «Красный Ьор», в замыкающих створах которых производились наблюдения за поверхностным стоком, приведена в 1абл 1

На основании результатов комплексных гидрологических исследований получены численные значения ко эффициентов поверхностного стока (ia6ji 2)

В результате анализа рассмотренных меюдов и данных натурных наблюдений за поверхностным стоком на полигоне промышленных токсичных о [ходов «Красный Бор» разработала методика расчета гидрологических характеристик техногенно-нагруженных территорий (далее - методика)

В методике предпринята попытка на основе обобщения ранее разработанных многочисленных аналишческих и эмпирических модифицированных методов расчет тидро-лотических характеристик естественных ландшафтов и урбанизированных территории адаптировать их к расчетам гидрологических характеристик сложных композиций стоко-формирующих комплексов, свойственных техногенно-нагруженным терриюриям

Разработанная методика позволяет, выделив в пределах определенной водосборной площади ряд типовых стокоформирующих комплексов и рассчитав для них тидролотиче-скис характеристики, получить обобщенные гидрологические характеристики для каждого заданного расчетного створа, а соответственно, и для конкретной площади и для конкретной территории в пределах выделенных границ (рис 2)

Таблица 1

Характеристика водосборов, выделенных на территории полигона «Красный Бор»,

в замыкающих створах которых производились наблюдения __за поверхностным стоком___

№ водосбора Местоположение Вид подстилающей поверхности Сто сформирующие комплексы Плошаль, км2

1 Участок водосбора кольцевого канала на юго-востоке полигона Откосы насыпей, отвалов, дамб Крутые склоны приканальной полосы 0,004

2 Небольшой участок между картами на юге полигона, открытый в сторону кольцевого канала Грунтовые поверхности (спланированные) Рекультивируемая часть полигона 0 007

3 Участок в северозападном углу полигона Асфальто бетонные покрытия Территория, зашлая зданиями, покрытая асфальтом или бетоном 0,003

Таблица 2

Результаты наблюдений за поверхностным стоком за период

_с октября 1995года по сентябрь 1996 года__

№ водосбора Осадки, мм Сток поверхностный, мм Коэффициент поверхностного сюка

1 427,9 155,2 0,36

2 427,9 65,8 0,15

3 427,9 303,8 0,80

Полученные характеристики ммут быть использованы в качестве исходных данных как при дальнейших водохозяйственных расчетах, разработке комплексов мероприятии по рациональному водообусфойству техногенно-нагруженной терри юрии, разработке комплексной гидролого-гидрогеодинамической модели 1ерритории, так и при создании или оптимизации инженерной защиты природных вод в геоэкологической системе от загрязнения

С 1995 г методика апробирована на ряде обьекгов, обладающих всеми чертами техно! епно-нагруженных территорий - полшонах промышленных токсичных отходов площадках размещения радиоактивных отходов, полигонах твердых бытовых отходов, накопителях осадка сточных вод, зологалакоотвалах тепловых электростанций, хвосто-хранилищах и шламонакопителях, загрязненных токсичными веществами территориях, вовлекаемых во вторичныи оборот, промплощадках энергетических обт.ектов, объектов размещения сельскохозяйственных отходов и др

В четвертой главе представлена методика расчеы характеристик фильтрационных потоков на территориях с системами инженерной защиты

При постановке задачи фильтрации на техно1 енно-нагружеипых территориях должны быть учтены как их особенности, коюрые характерны для природных, ненарушенных ландшафтов, так и техно1енная составляющая природно-техническои системы

Методика расчета характеристик фильтрационного покжа на территориях, подверженных техногенной нагрузке, усовершенствована в рамках данной работы в части комплексною учета специфических факторов присущих техногенно-нагруженным территориям и включает в себя следующие элементы фильтрационных исследований на основе численного моделирования

- построение геофилы рационной модели с требованиями к исходным данным и рекомендациями по заданию естественной и техногенной инфилырации и моделированию дренажных и противофильтрационных устройств,

- планирование численного эксперимента, с рекомендациями по оптимизации объема расчетов, учитывающих наиболее существенные природно-технологические особенности 1ехногенно-нагруженной территории,

- порядок и правила моделирования, гарантирующие устойчивость и сходимость численного метода, а также рекомендуемый перечень результатов расчетов и форм их представления, достаточный для комплексной оценки уровня и направленности возмущений, вносимых в фоновую тидрогеодинамическую обстановку различными конструкшвными элементами системы инженерной защиты природных вод при различных водных нагрузках

Методика реализована в программном комплексе DRENA и успешно используется для решения подобных задач во ВНИИГ им Б Е Веденеева с 1995 г При проведении численного моделирования построение геофильтрационной модели, задание начальных и граничных условий, планирование вариантов расчеюв и анализ резулыаюв расчеюв выполнялось автором лично

Прогнозирование качества подземных вод возможно путем математическо] о моделирования распространения загрязняющих веществ с учетом 1идрогеоло1ического режима рассматриваемой территории

Миграция вещества, как правило, сопровождается физико-химическими преобразованиями, которые оказывают влияние на интенсивность миграции, а также способны изменять исходный состав раствора При этом выделяются процессы межфазного взаимо-дейС1вия и внутрифазпые процессы Процессы межфазного взаимодействия реализуются

постановка задачи

ИСХОДНЫЕ ДА ИНЫЕ

ТРЕБОВАНИЯ Л РЕЗУЛЬТАТА М РАС ЧС14

Установление гран и и

ТИТ |

При рол но климат л игскне х<иыктевистнки

\драитйристнк» 1Н1

топогря фпческие

Перечень необходимых 1идиолоиг1сскн\ хапактешш ик

рогеологичеекме

\шпм гсчовии формирования стока

Декомпозниня ТНТ

^ становление грлшш вн\'юсннн\ вояоебопов

Устинов 1екнс хирактерноик видов повстно1Тен

Лепное темпе границ сюкоформнр) ними* комплексов |ГФЬ)

1С

сфк,,

сфк к

сфк\

Г

(аоиные габлиыы исходных данных оляСФК

е хпряктерна икн илн СФК, , СФК

| ^стшогпёнйёрле н

РСк

Композиция гидрологических харяюсрнстик л >н РС

Композииия гидрологических хярякгерш. I и к л 1« водосборов различных порядков

Расчетные гидрологические и/римпецкапики по ТНТ

Составление сводного отчета расчетных гидроюгических характеристик

Рис 2 Блок-схема методики расч<па гидрологических характеристик тсхн о гешю-н а груженных территорий

на границе раздета жидкости и скелета груша РС ним относятся сорбция, ионныи обмен, выщелачивание Внутрифазпые процессы протекают в объеме поровой жидкости К ним относятся реакции комплексообразования, деструкции и радиоактивного распада

Текущее соотношение между концентрацией в растворе с и на твердой фазе cs определяет вид изотермы сорбции Сорбция из малоконцешрировапных pací воров обычно подчиняется линейной изотерме I енри

где Ф - пористость, - водонасьпцение, V, - компоненты век юра скорости, р^ -плотность твердой фазы грунта, Т>у - компоненты тензора гидродинамической дисперсии, си - концентрация источника, Я - константа распада

Концентрация загрязняющего вещества с является функцией следующих параметров скорости распространения вещее 1ва V, пористости трунта Ф, водонасыще-ния 51,», коэффициентов молекулярной диффузии £>* и гидродинамической дисперсии Д, В общем случае эти параметры нельзя считать детерминированными, и поэтому необходимо проводить расчеты с учетом их случайности Дчя расчетных целей эмпирические функции распределения этих величин целесообразно аппроксимировать подходящим аналитическим выражением

Наиболее целесообразно сводить распределения указанных величин к нормальному

1аким образом, концентрация загрязняющею вещества с считается нормально распределенной случайной величиной с математическим ожиданием Е(с) и дисперсией <у2(с)

Разработки теории надежности конструкций и сооружений основаны на представлении, что под воздействием внешнего случайного возмущения характеристики состояния системы (в рассматриваемом случае - концентрация затрязняютцего веще-

с? ~ kdc,

где k¡¡ - безразмерный коэффициент распределения Рассмотрим уравнение массоиереноса в виде

(4)

i,j=l,2,3

(5)

ства) изменяются как случайные функции Предельное сосюяние представляется в виде случайною выброса из области допустимых состояний

Трудность заключается в определении совместной плотности вероятности характеристик системы и воздействия В связи с этим существует ряд приближенных методов, упрощающих процесс вероятностных расчетов Одним из них является метод прямой линеаризации, который основан на следующих допущениях

- параметры, характеризующие возмущение, описываются нормальным законом распределения,

- параметры, характеризующие возмущенные факторы, статистически независимы,

- между возмущениями и выходными параметрами существует линейная зависимость

Считая скорость распространения вещества V, пористость грунта Ф, водона-сыщенис коэффициенты молекулярной диффузии О* и т идродипамической дисперсии О„ нормально распределенными случайными величинами с математическими ожиданиями Ь(У), Е(Ф), £(&'„), Щ>") Е{Оу) и дисперсиями а2(К), о2(Ф), а2(5,„), ст2(/)*), а2(Д,), соответственно, получим выражения для математическот о ожидания £(е) и дисперсии а2(с) случайной величины с

Е{ с) = /(¿(К), А(Ф), £(5„), £(£>*), £(Д)), (6)

\2

а2(с) =

Ôj(E{V),Em,4Sw\E{D ),E(DV)) -

аь(у) )

dj (Е(У\Е( Ф), h(Sw),b(D* ), E{DV )))2 ^ +

дк( Ф)

' 3A(S\ )

Э/(Д(К),А(Ф),¿(S,, ),£(£> ),£(£„)) (

2

az(5J+ (7)

ЩО*) J

2

о2 (А)

Вероятность загрязнения (превышения концентрации загрязняющею вещества некоторого допустимого значения с*) определяется через плотность распределения р(с) случайной величины с

Р(с>с*)= |р(с)с!с (8)

с

Так как в описанном приближении концен фации загрязняющею вещества с распределена по нормальному закону, то окончательное выражение для вероятности загрязнения буде г следующим

■Е{с)'

Р(с >с ) = 1/2 -1 /2сг1

л/2(х(с) /

(9)

где ей () - функция ошибок

= (10) л/л о

В диссертации рассмотрен пример расчета миграции загрязняющего вещества из намывного золошлакоотвала (ЗШО)

Целью расчетов являлась оценка характера и времени распространения загрязняющею вещества (ЗВ) фильтрационным потоком в направлении области разгрузки (близлежащей реки), для чего рассматривалось поперечное сечение ЗШО и основания

Расчетная схема, принятая в задачах, приведена на рис 3 При выполнении расчетов принимались следующие значения фильтрационных и миграционных характериешк (т - коэффициент извилистости фильтрационных ходов, 1Эо- коэффициент молекулярной диффузии, аг. и ат - коэффициенты продольной и поперечной диффузии соответственно) для песка дамб -

£(Ф) = 0,265, ст(Ф) = 0,040, Е(к) = 3 м/сут, а{к) = 0,75 м/сут, т£>0 = 5 10 4 м2/сут, а/. = 1 см, а?- - 0,1 см,

Отм гребня дамбы III очереди

Отм гребня дамбы II очереди Отм гребня первичной дамбы

ГВ ^--

-—-^

ГВ

Песчаное основание

Вопрутгор Зольные отпоження

Рис 3 Расчет распространения ЗВ в приролно-тсхнической системе Расчетная схема

для песка основания -

£(Ф) = 0,342, сг(Ф) = 0,051, - 2 м/сУ1, а(А) = 0,50 м/су1, тД, ~ 5 104 м2/сут, а£ = 1 см, а.7-=0,1 см, для золы -

Я(Ф) = 0,60, а(Ф) = 0 09, Е(к) = 0,1 м/сут, ст(А) = 0,025 м/су1, хО„ = 5 104 м2/сут а£ = 10 см, а7 см

Рассматривались два расчетных случая

а) сорбция не учитывалась (ка = 0),

б) сорбция учитывалась (к</ р* = 1)

Результаты вероя!ностных расчетов времени достижения фронтом переноса (с = 0,5) контрольного створа для этого случая представлены на рис 4 Они иллюстрируют изменение вероятности превышения концентрации ЗВ величины 0,5 в контрольном створе в 1000 раз в зависимости от изменения к^от 0 до 1

Рис 4 Результаты вероятностных расчетов времени дост ижения фронтом переноса (с=0,5)

контрольного створа

В пяюй киавс приведены основные принципы обоснования технических решении систем инженерной защи1ы природных вод в природномехнических сис[е-мах 01 загрязнения Разработана процедура анализа опасностей и риска сложной природно-технической сис!емы

Кроме накопителей (хранилищ) оводов источниками т рязнения природных вод явтякнся техногенно-нагружснные территории

Для таких территорий можно выделить две проблемы первая проблема - комплексное загрязнение (и не только веет о объема техногенных отчожений и подстилающих грунтов, но и ореола распространения этих загрязнений за пределы рассматриваемой территории),

вторая проблема - низкие прочностные характеристики как техногенных отложений, так и, как правило, верхней часш естественного инженерно-геологического разреза

Локализация загрязненного массива на месте путем организации системы инженерной защиты рассматривается как один из самых комплексных, технически эффективных и экономически целесообразных методов

Принципы построения инженерной защиты природно-технических систем основаны на создании надежных барьеров и целенаправленных воздействии на оказывающие влияние на загрязненный геотехнический массив элементы окружающей природной среды предотвращающие их прямой контакт Таким образом, загрязненный геотехнический массив системой горизошальных, наклонных и вертикальных защишых противофильтрационных и дренажных экранов заключается в своеобразный «могильник», исключающий возможность поступления вещеав (в первую очередь жидкой фазы) как из нею в элементы окружающей природной среды, так и в е1 о объем

Устройство дренажа относится к числу мероприятий, необходимых на подтопленных и потенциально подтопляемых территориях для предотвращения зафя ¡нения природных вод Предпочтение всегда следует отдавать горизонтальному дренажу как наиболее удобному и экономичному в эксплуа1ации, требующему достаточно прос1ых технических средств и методов строительства

Однако проблемой являе!ся создание рациональной конструкции системы инженерной защиты, при обосновании которой используются результаты численного моделирования фильтрационных потоков, при анализе которых оценивают эффективность различных схем дренирования оказывающих влияние на формирование этих потоков

Нами предложены критерии (в обобщенном виде представленные в >абл 3), которым должна удовлетворять рациональная схема дренирования, и которые также

учитывают технические требования по обеспечению необходимых параметров водного режима осушаемой терриюрии

Таблица 3

Критерии выбора рациональной схемы дренирования

№ п/п Результаты моделирования Требования к рациональной дренажной схеме Общие принципы разработки рациональной схемы дренирования

1 Положение свободной поверхности - Обеспечение понижения УГВ - Перех»а1 притока с соседних территорий - Снятие многолетней неравномерное^ ес!еслвенных водных нагрузок - Снятие локальных возмущений - Система 1ический дренаж - Нагорный / внешний кольцевой дренаж - Локальные дренажи

2 Дренажные расходы - Прием всего возможною стока с дренируемого массива - Ограничение дренажных расходов предельными значениями - Зонирование дренажных расходов по высоте - Гидроизоляция локальных источников утечек с помощью иротивофильтрацион-ных элемешов -Ор1анизация системы поверхноаною сюка - Организация самотечного о 1 вода воды - Организация бесполост ною отвода воды, многокаскадного переюка в дренаж через фильтрующие пазухи коиюванов

3 Поле напоров - Сглаживание сгущений линии равных напоров - Устройство дополнительных дрен или скважин вдоль линий тока - Увеличение водоприемных площадей - Устройсюо противофильтрационных элементов

4 Градиенты напора - Обеспечение фильтрационной прочности нескальных грунюв - Соблюдение правила обрашою фильтра - Предотвращение выпора снизу пригру-зочным слоем груша - Устройство дополнительных разгрузочных скважин

5 Время понижения свободной поверхности - Соблюдение нормативных сроков / обеспечение технологического режима производства работ - Ограничение скоростей фильтрации по условию возникновения контактной суффозии - Непревышение предельных допустимых дренажных расходов - Регламенш водопонижения - Регулирование скорости водопонижения

Для иллюстрации применения предложенных критериев приведен пример оценки эффективности различных схем дренирования основания Ляныонгапской АЭС по результатам комплекса фильтрационных расчетов на основе численного моделирования фильтрации Цель моделирования - численное решение задачи филы-

рации, заключающееся в нахождении напорной функции // (х у, г, г), которая удовлетворяет граничным условиям и являются на расчетной области решением уравнения фильтрации

дх{ &) 4>) а:) а

где Н— напор, к - коэффициент филырации, г/ коэффициент упругоемкости среды В данном случае на боковых границах расчетной области задавались 1ранич-ные условия I рода, на нижней границе - условие неперетекания, на верхней (свободной) поверхности - кинематическое граничное условие

+ (12) £ 3/ & к

ц - коэффициент водоотдачи/насыщения, /- интенсивность инфильтрации, мм/сут

Использование предложенных критериев позволило целенаправленно изменяя управляющие воздействия, на основе численною моделирования фильтрационных потоков, разработав эффективную схему дренирования площадки энергоблоков Ляньюнганской АЭС В качеств иллюстрации результатов расчетов на рис 5 приведены зависимости значений суммарных дренажных расходов от различных интен-сивностей инфильтрации на свободную поверхность в условиях нестационарной фильтрации

Рис 5 Зависимость от времени суммарных расходов в дренажи энергоблоков Ляныош анской АЭС при различных значениях интенсивное!ях инфильтрации о! 0 до 2,7 мм/сут

Оценка состояния систем инженерной защиты представляет собой сложную задачу, ввиду мноюобразия факторов, определяющих их состояние

При использовании классической модели риска в виде суммы произведений вероятностей событий и связанных с ними ущербов должно учитываться и ю обстоятельство, что обобщенный риск в системе зависит от структуры системы и взаимодействия ее системных единиц Если тот или иной объект моделируеюя в виде системы, го ото обстоятельство непременно следует учитывать при количественной оценке риска При простом суммировании «частных» рисков, без учет «сис1емных эффектов», может оказаться, что чем больше элементов в системе (в том числе и из-за субъективных представлений исследователя относительно Сфуктуры системы), тем большим может быть суммарный риск

Мониторинг системы инженерной защиты природных вод от за1рязпения предназначений для комплексного контроля всех элементов природно-технической системы включающей конструктивные элементы системы инженерной защи!ы, массы отходов и природные воды позволяет на ранних сыдиях выявить отклонение условий и режимов работы объекта от проектных и своевременно наметить превентивные мероприятия по их подавлению

Концепция организации мониторинга системы инженерной защиты природных вод от загрязнения как мониюринга «объектов» природномехнической cncie-мы, образуемой в районе рекультивируемого Mecia размещения отходов, заключается в организации и эксплуатции такой системы мониторинг, которая направлена на получение достоверных данных для оценки

- технического состояния конструктивных элементов собственно системы инженерной защиты,

- качеова природных вод в районе потенциальною неблагоприятного воздействия,

- состояния изолированных о!ходов,

- состояния показателей окружающей среды, подверженных изменению под влиянием намечаемого (реализованно! о) воздействия

Все эю в совокупности позволит повысить уровень экологической безопасности природных вод в геоэкологических системах на тсхногснно-на1 руженных ¡еррито-риях

Заключение

1 Предложены теоретические основы процедуры анализа безопасности сложной природно-технической системы, позволяющие обосновывать комплекс мероприятий, необходимый и досыточныи для обеспечения технической надежности и эколо-1ической безопасности природных вод на территориях, подвер1 ающихся псрманснь ному или аварийному загрязнению

2 Предложены подходы к идентификации опасностей загрязнения природных вод района техногенно-нагруженнои территории и меюдика определения величины риска возникновения опасной си1уации, ведущей к загрязнению природных вод

3 Впервые в натурных условиях получены коэффициенты стока для некоюрых видов поверхностей, характерных для техногенно-нагруженных терри юрий

4 Разработана методика обоснования расчетных гидрологических характеристик на тсхногенно-на) руженной территории

5 Усовершенствована методика численною моделирования пространственных фильтрационных потоков (в областях фильтрации сложной конфшурации, с кусочно-неоднородными филы рационными характеристиками) в части задания внешних и внутренних источников питания, применительно к техногенно-нагруженным территориям

6 Предложен способ оценки величины риска за1 рязнения природных вод при использовании модели массопереноса По этому способу выполнены прогнозные вероятностные расчеты распрос ¡ранения ЗВ в дамбах и основании золошлакоотвала с учеюм значения параметра сорбции

7 Даны рекомендации по разработке систем инженерной защиты природных вод районов техногенно-нагружеппых территорий, содержащих требования к техническим решениям и характеристику методик, используемых при их обосновании

8 Впервые разработаны основные положения по оценке состояния и мониторин-ы системы инженерной защиты, включающей ее конструктивные элементы, массы отходов и природные воды, позволяющие на основе полученных данных выработать управляющие воздействия по обеспечению проектного уровня безопасности природных вол

9 Разраб01аны и реализованы строительством конкретные современные системы инженерной защиты природных вод, обладающие высокой технической надежностью и экологической безопасное гыо

Задачами дальнейших исследований являются анализ и обобщение эффективности действия систем инженерной защиты природных вод, реализованных строительством, па техногенно-нагруженных территориях,

дальнейшее совершенствование численных методов решения задач массопере-носа на основе вероятностного подхода,

дальнейшее совершенствование конструкций систем инженерной защиты природных вод при рекультивации техногенно-нагруженных терри I орий

Основные положения диссерт ации освещены в следующих работах.

1 Сольский С В , Лоптев С Л Рекомендации по определению параметров закрытого дренажа //ЛОТ1НТОСХ, 1988, С 10

2 Сольскии С В , Ковальчук Н Н , Прокофьев В А Мироновский А Л Обоснование параметров дренажа для защиты от подтопления // Мелиорация и водное хозяйство Вып №3, 1993, С 27-30

3 Сольский С В , Гусакова И Н Применение численного моделирования для расчета фильтрационных полей в основании энергетических обьектов //Изв ВНИИ1 им БЕ Веденеева Т231 Основания, фундаменты, грунтовые и подземные сооружения Санкт-Петербург, 1996, С 110-119

4 Сольский СВ, Пантелеев В Г 1 лебов АИ, Корытова ИВ, Готлиф А А , Алексеева Т Е, Чугасва Г А , Фролов А Н , Гольдииа Т М Надежность и экологическая безопасность намывных золошлакоо гвалов ТЭС //Гидротехническое строительство №7, 1997, С 35-41

5 Сольский С В , Беллендир Е Н , Никитина Н Я Пантелеев В Г Анализ риска и декларирование безопасности золошлакоотвалов //Безопасность энергетических сооружении Научно-технический и производственный сборник Вып 2-3 АО НИИЭС Москва, 1998, С 312, С 44-45

6 Сольскии С В , Гордиенко С I , Никитина Н Я , Самофалов Д П Методические основы разработки технических решений но защите природных вод от загрязнения при проектировании, эксплуатации и консервации накопителей и хранилищ жидких, твердых и пастообразных отходов //Известия ВНИИГ им Ь Ь Веденеева 1 235 Санкт-Петербург, 1999, С 123-128

7 Сольский СВ, Самофалов ДП Обоснование водообусгройства и консфукций защиты от затрязнений поверхностных и грунювых вод рекультивируемо1 о полигона для хранения жидких токсичных промышленных отходов //Известия ВНИИГ им БР Веденеева Т235 Санкт-Петербург, 1999, С 129-137

8 Беллсндир БII, Сольский С В , Никитина Н Я Методические указания по проведению анализа риска аварий гидротехнических сооружений //Стандарт предприятия С1П ВНИИГ 230 2 001-00 Санкт-Петербург Изд ВПИИГ им БЕ Веденеева, 2000, С 87

9 Сольский С В , Никитина IIЯ НиколайчукЬВ Обеспечение экологической бе зо-пасности буровых шламов при размещении их во внутрииромыстовыс дорот и и площадки буровых //Известия ВНИИГ им Ь Е Веденеева, 2000, 1 239, С'анкт-Пегербург, С 216 -224

10 Сольский С В , Жиленков В Н Кветная И А , Самофалов Д П Обеспечение защиты природных вод в районах размещения полигонов 1вердых бытовых отходов //Известия ВНИИГ им БЬ Веденеева, 2000, Т239, Санкт-Петербург, С 225 -236

11 Сольский С В , Никитина Н Я , Бондарева IIЛ Обеспечение безопасности сложных природно-тсхнических систем, включающих ГТС и опасные производственные объекты // Известия ВНИИГ им БЕ Веденеева, 2001, I 239 Санкт-Петербурт С 206-212

12 Сольский СВ, Никитина НЯ Пиколаичук ЕВ Надежное!ь и экологическая безопасность буровых шламов при размещении их в гело внутри промысловых дорог и площадок //Геотехника Оценка состояния основании и сооружений и сооружений Труды международной конференции, Санкт-Петербург, 2001, С 376-383

13 Сольский С В , I уляев В А , НикитинаН Я , Бондарева Н Л Анализ безопасности природно-тсхнической системы «газопровод - грунтовое ГТС» //Нефтяное хозяйство №6,2001, С 78-81

14 Сольский СВ, Самофалов Д11 Применение воднобалансовых расчеюв при обосновании мероприятии по защите природных вод от затрязнепия стоком с полигонов твердых бытовых отходов (1БО)//Известия ВНИИГ им Б Е Веденеева, сб 242, Том 1, 2003 Санкт-Петсрбурт, С 175-185

15 Сольский С В , 1 ордиенко С I , Николайчук Е В , Орищук Р Н , Крит П И Инже-нерно-эколотическая подготовка территорий под жилую застройку // Известия В1ШИ1 им ЬР Веденеева, сб 242, Том 1,2003, Саюп-Псхсрбург, С 196-201

16 Сольскии С В , Круцнов О Р , Белякова С Н , Гииц А В Глава 1В Обеспечение безопасной эксплуатации г идротехнических сооружений // Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2002, Под ред Д А 1 олубева, IIД Сорокина, СПб, 2003, С 468 с иллюстрацией С 352-358

17 Сольскии С В Основные технические решения по ремошу и реконсфукции дренажа грун I овых плотин //Известия ВНИИГ им Б Е Веденеева, Т 243 2004, С 193-203

18 Сольский С В Обеспечение безопасности 1 идро!ехнических сооружении Санк1-Петербурга //Гидротехническое строительство, № 4 2004, С 30-38

19 Сольский С В , Герасимова Е В , Орлова Н Л, Казарин Л М Учет особенности сисшмы технического водоснабжения при анализе безопасности гидротехнических сооружений (На примере Ангарска о электролизного химического комбината) //Известия ВНИИГ им БЕ Веденеева, 1 243,2004,С 209 - 215

20 Сольскии С В Региональные программы по обеспечению безопасности гидротехнических сооружении // Сборник докладов семинара «Обеспечение безопасной эксплуагации 1 идротехнических сооружений Саша-Петербург на примере Курортного района», ОАО «ВНИИ им Ь Е Веденеева», СанктПетербург, 2004, С 59-74

21 Сольский С В Практика разработки региональных пробами безомаешкпи [идротехнических сооружений // Материалы научно-практической конференции «Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений и предотвращение вредного воздействия вод в период прохождения половодий и паводков», Пятигорск, 2005 С 79-91

22 Сольскии С В , Орищук Р Н , Савельева Ю Ю , Широков Д А , 11росветова НИ, Сафин С 3 , Ьслова IIГ Оценка состояния и обоснование основных технических решении по реконструкции вертикального дренажа водосливнои плотины Камской ГЭС //Извесшя ВНИИГ им БЕ Веденеева, Т 244,2005, С 176-184

23 Сольский С В Надежность и безопасность гидротехнических сооружений Санкт-Петербурга// Сборник докладов семинара «Организация безопасной эксилуата-

ции тидротехпических сооружений водохранилищ», ОАО «ВНИИГ им БЕ Веденеева», СанЮ1-Пе1ербург, 2004, С 59-74

24 Сольский С В Проблемы расчетов характеристик стока с техногенпо-нагруженных территорий //Извес1ия ВНИИГ им БЕ Веденеева, Т 245, 2005, С 128-138

25 Сольскии С В Методика расчета гидрологических характеристик техногенно-нагруженных 1ерриюрии // Стандарт предприятия - СТ11 ВНИИГ 210 01 Ш-05 СПб Изд ОАО «ВНИИГ им БЕ Веденеева», 2005, С 108

26 Сочьский С В , С1ефанишин Д А , Финагенов О М , Шульман С Г Надежность накопителей промышленных и бытовых отходов Санкт-Петербург Изд-во ОАО «ВНИИГ им БЬ Веденеева», 2006 С 304

27 Сольский С В , Николайчук F В Практика рекультивации золошлакоот вала '1ЭЦ-2 в Санкт-Петербурге // Материалы международаюй конференции «I ород и теологические опасности» 17-21 апреля 2006 г Часть 2 СПб 2006 С 310-316

28 Сольский С В Методы и практика инженерно-экологи ческой подготовки техно-генно-иагруженных терршорий // Известия ВНИИГ им БЕ Веденеева, Г 246 2007, С 92-106

29 Сольскии С В , Житснков В Н Оскотскии М Б, Лопатина М 1 Заявка № 2002113608 приоритет 24 05 20021 «Инвентарная ячеистая перемычка»

Лицензия ЛР №020593 от 07 08 97

Подписано в печать 16 07 2007 Формат 60x84/16 Печать цифровая Уел печ л 2,0 Тираж 100 Заказ 1784Ь

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29 Тел 550-40-14 Тел/факс 297-57-76

Содержание диссертации, доктора технических наук, Сольский, Станислав Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Современное состояние с загрязнением природных вод на техногенно-нагруженных территориях.

1.1. Проблемы водопотребления.

1.2. Оценка уровня допустимого воздействия на природные воды.

1.3. Основные источники загрязнения природных вод.

1.4. Основные методы и способы очистки и предотвращения загрязнения природных

1.5. Состояние проблемы обращения с отходами производства и потребления.

Выводы к главе

Глава 2. Управление безопасностью природных вод на техногенно-нагруженных территориях.

2.1. Вводные замечания.

2.2. Порядок анализа безопасности в природно-технической системе «экологически опасный объект - природные воды».

2.3. Идентификация опасностей загрязнения природных вод района техногенно-нагруженной территории.

2.4. Общие положения по определению величины риска возникновения опасной ситуации, ведущей к загрязнению природных вод.

2.5. Управление безопасностью природных вод на техногенно-нагруженных территориях.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Расчет основных гидрологических характеристик техногенно-нагруженных территорий.

3.1. Вводные замечания.

3.2. Основные особенности гидрологических характеристик территорий, подвергшихся антропогенному воздействию.

3.3. Анализ методических подходов к расчетам гидрологических характеристик малых водосборов и урбанизированных территорий.

3.4. Основные положения методики расчета гидрологических характеристик техногенно-нагруженных территорий.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Методика расчета характеристик фильтрационных потоков на территориях с системами инженерной защиты.

4.1. Постановка задач фильтрации на территориях, испытывающих техногенную нагрузку.

4.2. Модель фильтрации и численные методы ее расчета.

4.3. Методика расчета характеристик фильтрационных потоков на техногенно-нагруженных территориях.

4.4. Верификация численного моделирования характеристик фильтрационных потоков на техногенно-нагруженных территориях.

4.5. Методы прогнозирования распространения загрязняющих веществ.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Основные принципы обоснования технических решений систем инженерной защиты природных вод от загрязнения.

5.1. Методика обоснования технических решений систем инженерной защиты природных вод (на техногенно-нагруженных территориях).

5.2. Выбор рациональной схемы дренирования.

5.3. Использование современных геосинтетических материалов для решения задачи защиты природных вод от загрязнения.

5.4. Основные положения по оценке состояния и мониторинга системы инженерной защиты.

Выводы к главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Инженерная защита вод в природно-технических системах на техногенно-нагруженных территориях"

Природные воды районов размещения техногенно-нагруженных территорий, и особенно мест размещения отходов производства и потребления подвергаются комплексному санитарно-гигиеническому, химическому, тепловому, радиационному загрязнению, причем увеличивается доля их загрязнения слабо контролируемыми диффузными источниками загрязнения, доходящая до 50-80%.

Решение проблемы сохранения природного качества подземных и поверхностных вод может быть достигнуто двумя путями: созданием систем инженерной защиты природных вод от попадания в них загрязняющих веществ и развитие новых, прогрессивных технологий очистки использованных вод. Решению первой задачи и посвящена данная работа.

Сутью систем инженерной защиты природных вод от загрязнения является комплекс инженерно-экологических мероприятий, позволяющих максимально сократить контакт загрязняющих веществ и фильтрата с природными водами, что позволяет отнести их к профилактическим, превентивным мерам в предупреждении распространения водорастворимых соединений.

Многолетний опыт работы автора по созданию различных систем инженерной защиты природных вод на техногенно-нагруженных территориях показывает, что недостаточное научное обеспечение разработки основных технических решений приводит к ряду недостатков в практике изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации систем инженерной защиты, таких как

- недоучет некоторых значимых причин, факторов и обстоятельств, обуславливающих условия, характер и уровень загрязнения природных вод на техногенно-нагруженных территориях, связанный с отсутствием их систематизации и классификации, независимой от поднадзорное™, отраслевой или ведомственной принадлежности источника загрязнения природных вод;

- недостаточное использование аппарата и методов анализа безопасности сложных природно-технических систем, оценок риска возникновения связанных с ними опасных ситуаций загрязнения природных вод и выработки управляющих воздействий, обеспечивающих нормативное качество природных вод;

- отсутствие современных нормативах требований о формировании еще на стадии декларации о намерениях единой, цельной концепции, увязывающей проблему защиты природных вод на всех стадиях жизненного цикла объекта: выбор площадки, инженерные изыскания, проектирование, строительство, эксплуатация, рекультивация, ликвидация; неполный учет особенностей процессов формирования и трансформации стока, образующегося на многообразных стокоформирующих комплексах техногенно-нагруженной территории при проведении гидрологических изысканий и расчетов, а также отсутствие для некоторых видов поверхностей, свойственных техногенно-нагруженным территориям, данных о величине коэффициента стока; недостаточное использование современных эффективных вычислительных возможностей при создании прогнозных гидрогеодинамических моделей и методов оптимизации управляющих воздействий характеристиками фильтрационных потоков; применение в ограниченных объемах современных геотехнических материалов (водонепроницаемых, фильтрующих, армирующих и др.) в конструкциях элементов систем инженерной защиты и в конструкциях самих накопителей отходов; неудовлетворительные масштабы применения современных технологий вовлечения элементов естественного геологического и гидролого-гидрогеологического комплексов в состав элементов конструкции систем инженерной защиты; некоторые другие недостатки.

В связи с изложенным, проблема совершенствования научного обеспечения систем инженерной защиты природных вод от загрязнения на техногенно-нагруженных территориях, которая позволила бы независимо от ее функционального назначения и природно-климатических условий создавать надежные, экологически безопасные системы, прогнозировать уровень негативного воздействия, оптимизировать технологию возведения, минимизировать эксплуатационные издержки и обеспечить условия для проведения эффективной рекультивации сооружений, с более детальным учетом многообразия природных факторов, которыми характеризуется конкретный объект, с использованием возможностей, которые предоставляются современным уровнем развития новых строительных материалов, представляется своевременной и актуальной. Разработанное научное обеспечение позволит: создавать надежные и экологически безопасные системы инженерной защиты природных вод; прогнозировать уровень негативного воздействия экологически опасных объектов на природные воды; оптимизировать технологию строительства элементов систем инженерной защиты природных вод; минимизировать эксплуатационные издержки и обеспечить условия для проведения эффективной рекультивации, с более детальным учетом многообразия природных факторов, которыми характеризуется конкретный район размещения техно-генно-нагруженной территории; полнее использовать в конструкциях систем инженерной защиты природных вод современные геотехнические материалы.

Изучению разнообразных аспектов функционирования сложных природно-технических систем, выражающихся во взаимодействии техногенно-нагруженных территорий и природных вод районов их размещения посвящены труды отечественных и зарубежных авторов, среди которых особое место занимают исследования Авакяна А.Б., Авессаломовой И.А., Алексеевой Т.Е., Арефьева Н.В., Иванова Ю.И., Айдарова И.П., Бездниной С.Я., Белоцерковского М.Ю., Беспамятного Г.П., Боров-кова B.C., Булавко А.Г., Васильева Ю.С., Вендрова C.JL, Венцюлиса JI.C., Водогрец-кого В.Е., Воронкова Н.А., Гавриленко М.Я., Глазовской М.А., Голованова А.И., Гольдберга В.М., Гордиенко С.Г., Даишева Ш.Т., Далысова М.П., Дьяконова К.Н., Иванова К.Е., Израэля Ю.А., Кветной И.А., Кирейчевой Л.В., Корытовой И.В., Косова В.И., Манукьяна Д.А., Маслова Б.С., Минаева И.В., Нестеренко И.М., Осипова Г.К., Панова Е.П., Пантелеева В.Г., Пашковского И.С., Самофалова Д.П., Семина Е.Г., Скорика Ю.И., Сметанина В.И., Соломина И.А., Стефанишина Д.В., Сухарева Ю.И., Тарасова Б.Г., Федорова М.П., Финагенова О.М., Фролова А.Н., Хрисанова Н.И., Черняева A.M., Шебеко В.Ф., Шикломанова И.А., Штыкова В.И., Шульмана С.Г., Шумакова Б.Б. Эделынтейна К.К. и ряд других работ, в которых рассматриваются проблемы генезиса процессов загрязнения поверхностных и подземных вод районов функционирования техногенно-нагруженных территорий, а также рассматриваются методические подходы к обоснованию путей решения проблемы обеспечения безопасности природных вод.

Несмотря на значительный объем проведенных ранее научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по решению проблемы защиты природных вод от загрязнения, по прежнему актуальной остается разработка научного обоснования технических решений систем инженерной защиты природных вод при проектировании, эксплуатации и рекультивации техногенно-нагруженных территорий. При решении этой комплексной задачи должны быть учтены современные требования экологической безопасности, и обеспечена высокая эффективность защиты природных вод и техническая надежностью систем инженерной защиты природных вод от загрязнения.

Исходя из вышесказанного была конкретизирована цель диссертационных исследований: решить важную народно-хозяйственную проблему по разработке научного обеспечения новых технических решений, конкретных методик оценок и расчетов, рекомендаций по проектированию, строительству и эксплуатации инженерной защиты природных вод от загрязнения в природно-технических системах на техногенно-нагруженных территориях, а так же ряда новых конкретных схем инженерной защиты, обладающих высоким уровнем надежности и экологической безопасности по отношению к природным водам.

Основными направлениями достижения указанной цели являлись:

- результаты анализа безопасности сложной природно-технической системы, позволяющий обосновать комплекс мероприятий, необходимый и достаточный для обеспечения экологической безопасности природных вод на территории, поверхностные и подземные воды которой могут подвергаться загрязнению;

- современные подходы к обоснованию расчетных гидрологических характеристик на техногенно-нагруженной территории и определению коэффициентов стока для некоторых видов поверхностей, характерных для техногенно-нагруженных территорий, полученных в натурных условиях;

- усовершенствованная методика численного моделирования пространственных фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации, кусочно-слоисто-неоднородными фильтрационными характеристиками и сложными условиями питания и разгрузки, применительно к моделированию фильтрационных потоков на техногенно-нагруженных территориях;

- опыт по разработке типовых решений систем инженерной защиты природных вод районов техногенно-нагруженных территорий, содержащих требования к техническим решениям и характеристику методик, используемых при их обосновании;

- достижения в области строительства конкретных современных систем инженерной защиты природных вод, обладающих высокой технической надежностью и экологической безопасностью.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и трех приложений.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Сольский, Станислав Викторович

Выводы к главе 1

1. В Российской Федерации сложилась непростая ситуация с водоснабжением, несмотря на наличие самых высоких водных потенциалов в мире (более 30 тыс. м3 пресной воды в год на человека). На сегодня 70% рек и озер и 30% запасов подземных вод утратили свое значение, как источники питьевого водоснабжения в результате их загрязнения.

2. Основным и малоконтролируемым источником загрязнения природных вод в Российской Федерации (более 50% реально присутствующих в водных объектах загрязнений) являются рассредоточенные по водосборам (диффузные) источники, к которым также относится и все многообразие техногенно-нагруженных территорий.

3. По ряду объективных причин наибольший дефицит чистой воды приурочен к наиболее густонаселенным регионам с развитой промышленностью и сельским хозяйством, с наибольшим количеством образующихся на этих территориях отходов производства и потребления.

4. Таким образом, актуальность проблемы защиты природных вод от загрязнения несомненна и с развитием производства будет увеличиваться. В целом в этой проблеме может быть выделено два аспекта: 1). очистка сточных вод из сосредоточенных выпусков, то есть каким-то образом уже организованных сбросов; 2). защита поверхностных вод от загрязнения из «диффузных источников» , в которых весьма значительный вклад принадлежит загрязняющим веществам, поступающим в поверхностные и подземные воды от мест размещения отходов.

5. Методы очистки природных поверхностных и подземных вод, подвергшихся загрязнению, очистки водоемов от загрязненных донных отложений являются достаточно трудоемкими и дорогими. К тому же, в результате загрязнения природных вод, несмотря на принимаемые в последствии меры по его устранению, в водных объектах и на прилегающих к ним территориях происходят необратимые негативные процессы - наносится невосполнимый ущерб природе. Экономически выгоднее предотвратить загрязнение водного объекта с помощью ряда профилактических мер, чем тратить впоследствии значительные средства на его очистку.

6. В концепцию защиты природных вод от загрязняющих веществ в районах мест размещения отходов должен быть положен преимущественно профилактический ком

60 плекс мер, основанный в первую очередь на локальных системах инженерной защиты природных вод, предотвращающий поступление в загрязненные массивы чистых природных вод и вынос загрязняющих водорастворимых и взвешенных веществ в природные воды.

7. Деятельность органов законодательной и исполнительной власти, уполномоченных регулировать обращение с отходами, должна быть более эффективной. В системе государственной власти необходимо звено, отвечающее за решение проблемы отходов в Российской Федерации, что позволит решить проблемы финансирования в области обращения с отходами.

8. Необходимо совершенствовать нормативно-правовую базу, регулирующую обращение с отходами на территории Российской Федерации. Нормативные документы и законы должны быть приведены в соответствие и не противоречить друг другу.

9. Проблему отходов невозможно решить без опоры на самые широкие круги населения, поэтому требуется долгая воспитательная работа для того, чтобы привить людям бережное отношение к среде обитания.

Глава 2. УПРАВЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПРИРОДНЫХ ВОД НА ТЕХНОГЕННО-НАГРУЖЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

2.1. Вводные замечания

Сосредоточенные источники загрязнения природных вод (постоянные выпуски сточных вод и сбросы предприятий), как правило, контролируются, даже, если и не выполняются или нарушаются условия сбросов в водные объекты. С диффузными источниками загрязнения дело обстоит гораздо сложнее. В первой главе приведен полный перечень объектов, потенциально являющихся источниками диффузного загрязнения, важно отметить, что на техногенно-нагруженных территориях значительное количество этих объектов сосредоточено на весьма ограниченных площадях. В целом охарактеризуем три основных источника диффузного загрязнения природных вод: площадные источники, несанкционированные и санкционированные места размещения отходов.

Как правило, у диффузных источников многолетняя, а иногда и вековая история. Для техногенно-нагруженных территорий характерен крайне высокий уровень загрязнения почво-грунтов верхней части разреза радиоактивными веществами, тяжелыми металлами (свинец, цинк, кадмий, хром, медь, олово и др.) и органическими токсикантами. Объясняется это использованием этих веществ в различных производствах, и неизбежным попаданием их либо непосредственно в грунт, либо использованием вместе с отходами производства в качестве материала подсыпки территории, либо потерь при временном хранении их на промплощадках и др.

Под техногенно-нагруженными территориями, понимаются территории, которые являлись или являются местами размещения различных отходов, или, что характерно для мегаполисов и промышленно развитых районов, были заняты объектами различных производств. В общем случае, речь идет о территориях, которые подвергались интенсивной техногенной нагрузке на протяжении многих десятков и зачастую и сотен лет и являются источниками загрязнения природных вод.

Несанкционированные места размещения отходов образовывались, а впоследствии разрастались, без всяких обоснований, зачастую стихийно, и в случаях их легализации им придавался статус природоохранных объектов по факту их наличия, естественно ни о каком обустройстве их в соответствии с действовавшими на то время нормами, речь просто не шла. Так же и санкционированные места размещения отходов, как правило, созданы и, большая часть из них, эксплуатируются в условиях крайне острой в них необходимости, при скудном финансировании, под прессингом администраций и руководства промышленных предприятий, они, по уровню выполения ими роли природоохранного объекта мало чем отличаются от несанкционированных мест размещения отходов. По крайней мере, привести уверенный пример обустроенного и эксплуатирующегося по всем правилам места размещения отходов, у которого не было бы проблем с загрязнением природных вод затруднительно.

Практика показывает, что, несмотря на угрожающую обстановку, для техноген-но-нагруженных территорий не только не существует комплексных программ или планов мероприятий по защите природных вод от загрязнения, по сути, не разработаны даже методические основы управления качеством природных вод. Во второй главе проработан вопрос обоснования управляющих воздействий, направленных на снижение уровня негативного влияния элементов техногенно-нагруженной территории на природные воды с привлечением аппарата анализа безопасности сложных природно-технических систем.

2.2. Порядок анализа безопасности в природно-технической системе «экологически опасный объект - природные воды» Ввиду специфики рассматриваемых процессов загрязнения природных вод на техногенно-нагруженных территориях и привлечение к детальному изучению элементов этой сложной системы аппарата анализа безопасности вводится понятие «опасная ситуация» применительно к загрязнению природных вод.

Перед тем, как перейти к выявлению сновных причин, обуславливающих как саму возможность, так и поясняющих условия и масштабы загрязнения природных вод на техногенно-нагруженных территориях и ожидаемые сложности при организации управляющих воздействий по защите природных вод от загрязнения, введем понятие «опасная ситуация» (далее ОС) на ТНТ по отношению к загрязнению природных вод. Это понятие вводится с целью вычленить из массы негативных воздействий на окружающую природную среду, возможных на техногенно-нагруженной территории круг проблем, связанных непосредственно с загрязнением природных вод.

Суть «опасной ситуации» заключается в создании на объекте условий либо сверхрасчетного перманентного поступления в природные воды загрязняющих веществ в виде фильтрата; либо единовременного выхода за пределы контура отвала масс отходов в виде технологического селя, обусловленного чрезмерной его обводненностью; либо при возникновении аварийных ситуаций в технологических элементах обращения отходов на объекте, связанных с проливами загрязняющих веществ. Это понятие, безусловно, перекликается с термином «авария», где авария - опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного и транспортного процесса, а также нанесению ущерба окружающей природной среде [79]. Вводимое понятие «опасная ситуация» включает в себя случаи сценарно практически не рассматриваемые при анализе безопасности ни опасных промышленных объектов, попадающих под сферу действия закона «О промышленной безопасности» [307], ни гидротехнических сооружений, попадающих под действие закона «О безопасности ГТС» [308]. Кроме того, для веденного понятия имеется единственный реципиент риска - природные воды (поверхностные и подземные) и единственное воздействие - загрязнение природных вод (диффузионное и аварийное).

Следует отметить, что существует целый класс объектов - места размещения отходов, на которых возможно возникновение обстановки по сути своей являющейся аварийной в общепринятом смысле, но не имеющей заметных внешних проявлений. На таких объектах при возникновении и развитии опасной ситуации вряд ли возможно разрушение зданий и сооружений, уничтожение оборудования и транспортных средств, создание непосредственной угрозы жизни и здоровью людей. Последствия загрязнения природных вод трудно поддаются количественным оценкам по определению финансового обеспечения ущерба (прямые ущербы), а вот косвенные ущербы от возникновения и развития опасных ситуаций могут оказаться крайне велики. Экологические аварии носят долгосрочный характер, имеют широкое территориальное распространение и могут быть практически неустранимыми.

Потенциальная опасность загрязнения природных вод на техногенно-нагруженных территориях обусловлена:

- с одной стороны высоким фоновым уровнем загрязнения такой территории в целом (причина диффузного загрязнения природных вод) и,

- с другой стороны, сложившейся на территории практикой обращения с отходами, в первую очередь при размещении (временном или постоянном) всевозможных видов отходов (причина перманентного и аварийного загрязнения природных вод).

В целом, загрязнение природных вод на техногенно-нагруженной территории определяется рядом факторов: высоким содержанием в почво-грунтах территории и в массах отходов водорастворимых химических соединений, потенциально способных загрязнять поверхностные и подземные воды; нарушением естественных характеристик поверхности территории, способствующем загрязнению водных объектов взвешенными веществами; накоплением на ограниченной территории значительных масс отходов (иногда о десятки млн. м ); высокие концентрации загрязняющих веществ в образующемся фильтрате; неизбежным воздействием на размещенные отходы климатических факторов (в первую очередь - осадков), и как следствие - создание в массах отходов промывного водного режима; непосредственной близостью к массам отходов природных вод как подземных, так и поверхностных; возможными отклонениями от проектных параметров защитных конструктивных элементов; длительными сроками существования объектов обращения с отходами; изменением во времени (как в процессе накопления отходов, ввиду изменеий в технологии производства, так и в самих массах отходов) физико-механических и химических характеристик и химического состава масс отходов; возможными изливами на поверхность отжимаемой из масс отходов под собственным весом или при нагружении поровой жидкости, способствующей ее смешению с природными поверхностными водами; старением материалов конструктивных элементов систем обустройства объектов обращения с отходами и территорий их размещения; как правило, агрессивностью фильтрата по отношению к бетону, металлу, оболочкам кабелей и пр.; возможные нарушения условий строительства, эксплуатации и рекультивации объектов обращения с отходами (человеческий фактор); массы отходов как техногенные инженерно-геологические элементы, как правило, обладают низкими прочностными характеристиками, и относятся к слабым основаниям.

Учитывая комплексность проблем подлежащих решению при организации защиты природных вод на ТНТ, многофакторность причин, порождающих проблему загрязнения вод, явную методологическую связь между термином «авария» и вводимым понятием «опасная ситуация», для разработки комплекса мероприятий по управлению экологической безопасностью системы «объект обращения с отходами - природные воды» предлагается использовать аппарат системного анализа безопасности сложной природно-технической системы [218], адаптированного к кругу проблем, связанных с защитой природных вод от загрязнения.

Задача анализа безопасности сложной природно-технической системы «экологически опасный объект - природные воды» в классической постановке сводится к идентификации опасностей, возникающих при строительстве, эксплуатации, рекультивации и консервации техногенного объекта по отношению к природным водам, определение характера и уровня этих опасностей, оценке приемлемости риска реализации возникающих опасностей, и установлению наиболее эффективных управляющих воздействий на объект, с целью уменьшения риска загрязнения природных вод.

Систему «экологически опасный объект - природные воды» следует рассматривать как сложную природно-техническую систему, характеризующуюся дополнительными факторами риска взаимного влияния элементов этой системы как при нормальном их функционировании, так и при возникновении опасных ситуаций в системе в процессе строительства, эксплуатации, консервации и рекультивации.

Для таких природно-технических систем характерен ряд принципиальных особенностей:

- в процессе строительства, эксплуатации, рекультивации и консервации экологически опасного объекта невозможно избежать контакта с природными водами, при такой непосредственной близости возникает ряд дополнительных факторов риска как для объекта, так и для природных вод;

- формируемая природно-техническая система включает в себя столь сложные и разнородные элементы, как экологически опасный объект, природные воды и «буферная» зона между объектами - «источник опасности - реципиент риска»;

- дополнительные факторы риска в такой сложной природно-технической системе появляются как при аварии, возможной на объекте, так и в нормальном режиме функционирования элементов системы;

- в период строительства экологически опасного объекта возникают дополнительные факторы риска, причем характер и уровень опасных воздействий могут отличаться от факторов риска, возникающих в период эксплуатации объектов системы;

- помимо традиционных (персонал, население, окружающая среда), реципиентами дополнительного производственного риска, возникающего вследствие контакта опасного объекта и природных вод, оказываются сами элементы формируемой природно-технической системы;

- удаление (изоляция) экологически опасного объекта от природных вод, полностью исключающее его влияние, как правило, не представляется возможным;

- собственники таких объектов зачастую относятся к ним также как «свалкам на заднем дворе», умышленно нарушая правила эксплуатации, сокращая обслуживающий персонал и финансируя объекты по остаточному принципу.

Разработана следующая процедура анализа опасностей и риска сложной природно-технической системы [21,274, 275,277-279, 282, 284,286, 287, 289] :

1. определение природно-технической системы и характеристика ее основных элементов;

2. декомпозиция системы на характерные подэлементы, участки, блоки и узлы;

3. прогноз характера и уровней дополнительных факторов риска - отрицательных воздействий подэлементов экологически опасного объекта на природные воды территории его размещения, возможных в штатных режимах и при аварии;

4. анализ и оценка риска возникновения опасной ситуации на территории размещения объекта обращения с отходами;

5. разработка мероприятий по обеспечению безопасности природных вод в условиях размещения на данной территории экологически опасного объекта.

Определение природно-технической системы выполняется путем идентификации ее основных элементов и системообразующих связей между ними, а также пространственных границ системы.

В терминах анализа безопасности признаком формирования природно-технической системы является такое сближение объектов, при котором опасные воздействия одного могут привести к нарушению исправного состояния другого. Критерием ограничения природно-технической системы служит снижение до пренебрежимо малых уровней опасных взаимных воздействий элементов системы друг на друга.

Характеристика основных элементов ПТС необходима для максимально полного учета специфических особенностей системы и дополнительных факторов риска, возникающих при контакте природных вод с экологически опасным объектом. Как правило, основными элементами ПТС являются природные (грунтовые и поверхностные) воды, объект, а также буферная зона между ними, поскольку именно от ее состояния и обустройства существенно зависит характер и уровень опасных воздействий в системе.

Декомпозиция системы на характерные подэлементы, участки, блоки, узлы выполняется с учетом природных факторов (климата, рельефа, инженерно-теологических, гидрогеологических, гидрологических условий и др.) территории размещения экологически опасного объекта, компоновки самого объекта, свойств и состояния буферной зоны. Критерий разбиения - однородность свойств подэлементов и характера опасностей, возникающих при их сближении. Декомпозиция системы позволяет обеспечить полноту и детальность анализа безопасности.

Прогноз характера и уровней дополнительных факторов риска отрицательных воздействий подэлементов экологически опасного объекта на природные воды выполняется с учетом количества и опасных свойств обращающихся в элементах объекта веществ, их конструктивных особенностей и наличия контрольно-измерительной аппаратуры, а также норм и правил эксплуатации объекта.

Особо следует учесть, что основным реципиентом риска при этом являются собственно природные воды, поэтому из всего спектра опасностей необходимо детально рассматривать те, которые могут привести к нарушению качества (основных свойств) грунтовых и поверхностных вод.

В отдельную группу выделяются перманентные воздействия на природные воды, неизбежные в процессе строительства и эксплуатации, к которым можно отнести, например, нарушения сложившихся на территории гидрологического, фильтрационного, гидрохимического режимов, тепловые, и другие воздействия.

Характер и уровни дополнительных факторов риска, выявленные на предыдущих этапах анализа, позволяют сформулировать перечень вероятных сценариев возникновения и развития опасной ситуации для природных вод. Далее для каждого из сценариев выполняется оценка частоты его реализации и последствий для природных вод территории размещения экологически опасного объекта. Оценки могут быть как качественными, так и при наличии детальной информации о частоте и последствиях возникновения опасных воздействий - количественными. По результатам оценки основных составляющих риска выполняется классификация опасных воздействий на природные воды по уроню риска и оценка приемлемости риска для самих природных вод. Это позволит ранжировать инциденты, которые могут создать опасную ситуацию для природных вод, что в свою очередь позволяет выбрать приоритетные мероприятия по обеспечению безопасности природных вод.

Разработка конкретных мероприятий по обеспечению безопасности природных вод на территории размещения экологически опасного объекта выполняется согласно выбранным приоритетам и с учетом особенностей основных элементов природно-технической системы - объекта, буферной зоны и природных факторов, присущих данной территории. Цель мероприятий - наиболее эффективное снижение опасностей для природных вод как перманентных, так и залповых (аварийных) от экологически опасного объекта. Кроме того, дополнительное инженерное обустройство элементов природно-технической системы позволяет в большинстве случаев разместить опасный объект на данной территории, согласовав природоохранные и экономические соображения.

Достаточность мероприятий по инженерной защите природных вод обеспечивается полнотой и детальностью анализа опасностей и риска для природно-технической системы.

В целом этапы, структура и содержание организации и планирования работ по проведению анализа безопасности природных вод в сложной природно-технической системе не будут отличаться от принятых [90, 168, 185, 311, 341, 345]. Имеющиеся отличия обуловлены специфическими условиями формирования качества вод на техногенно-нагруженных территориях и в значительной мере зависят от стадии жизненного цикла рассматриваемой системы или ее элемента (проектирование, строительство, эксплуатация, консервация, рекультивация).

При организации и планировании анализа безопасности требуется:

1) описать причины и проблемы, вызвавшие необходимость анализа риска;

2) определить сферу исследования - анализируемую природно-техническую систему, и дать ее описание;

3) подобрать необходимую группу исполнителей для проведения анализа безопасности;

4) определить и описать источники информации о системе и ее безопасности;

5) указать ограничения исходных данных, финансовых ресурсов и других факторов, определяющих глубину, полноту и детальность процесса анализа безопасности;

6) определить цели анализа безопасности;

7) выбрать методы анализа риска с учетом целей, объема и качества исходных данных о системе, состава группы исполнителей и уровня их квалификации;

8) определить (по возможности) критерии приемлемого риска опасных ситуаций для систем данного типа, класса и назначения.

9) наметить круг возможных управляющих воздействий, снижающих уровень риска возникновения или проявления опасной ситуации и оценить их эффективность.

Описание причин и проблем, вызвавших необходимость анализа безопасности в природно-технической системе, должно включать основание для проведения анализа безопасности - обоснование проектных решений, составление регламентов по мониторингу и эксплуатации, необходимость выбора приоритетов при ремонтно-восстановительных работах и т.д.

Определение области исследования должно включать общее описание природно-технической системы в целом, описание ее отдельных элементов, условий их размещения и эксплуатации, а также технические, экологические, организационные и человеческие факторы, имеющие отношение к конкретной природно-технической системе.

Экспертная группа для проведения анализа риска опасных ситуаций в ПТС, как правило, должна включать специалистов в области гидрологии, гидрогеологии, гидрохимии, экологии, геотехники, проектирования объектов обращения с отходами, лиц, отвечающих за эксплуатацию сооружений и их безопасность представители соответствующих надзорных органов [90, 159, 168,185, 311, 340, 341, 345].

Определение и описание источников информации о сооружении и его безопасности должно включать сведения о проектной и исполнительной документации, правилах эксплуатации объекта в целом, данные об имевших место авариях и неполадках на исследуемом объекте и аналогичных сооружениях, а также сведения о результатах анализа безопасности объектов - аналогов, если таковые существуют.

Ограничения исходных данных, финансовых ресурсов и других факторов, определяющих глубину, полноту и детальность процесса анализа безопасности в природно-технической системе, должны быть четко зафиксированы и обоснованы (например, отсутствие на объекте проектных и исполнительных документов отрицательно скажется на результатах оценки соответствия параметров и состояния сооружения проектным, но при наличии временных и финансовых ресурсов оно может быть восполнено архивными материалами проектной организации или путем проведения специализированных обследований и изысканий и т.п.).

Цели анализа безопасности должны быть определены и зафиксированы на этапе организации и планирования работ, исходя из причин и проблем, вызвавших необходимость проведения такого анализа, и с учетом ограничений исходных данных, финансовых ресурсов и других факторов [168, 311, 341, 345]. На разных этапах жизненного цикла объекта могут определяться различные конкретные цели анализа безопасности.

На этапе выбора площадки и проектирования экологически опасного объекта целью анализа безопасности может быть: идентификация возможных опасностей и априорная сравнительная оценка риска возникновения ОС для различных вариантов размещения объекта на площадке; идентификация возможных опасностей и априорная сравнительная оценка риска возникновения ОС для различных вариантов основных конструктивно-технологических решений, закладываемых в проекте при обосновании оптимального варианта; обоснование допустимости (приемлемости) риска ОС проектируемого объекта для природных вод территории, как элемента окружающей природной среды; обеспечение информацией для разработки инструкций по обеспечению экологической безопасности при строительстве и эксплуатации проектируемого объекта, планов ликвидации аварийных ситуаций, планов действий в чрезвычайных ситуациях и т.д.; обоснование страховых тарифов и ставок для заключения договора страхования гражданской ответственности объекта - его владельца; обоснование схемы размещения контрольно-измерительной аппаратуры; разработка Программы мониторинга состояния элементов сооружений и конструкций и контроля качества поверхностных и подземных вод, установление показателей состояния элементов объекта и природных вод; разработка Критериев и Декларации безопасности сооружения, а также расчет вероятного вреда, возможного при возникновении гидродинамической аварии (для объектов подпадающих под действие ФЗ о безопасности гидротехнических сооружений ) обоснование и установление санитарно-защитной зоны; возможная корректировка некоторых конструктивно-технических решений, в недостаточной мере обеспечивающих надлежащий уровень безопасности сооружения.

На этапе ввода в эксплуатацию объекта целью анализа безопасности может быть: идентификация возможных опасностей и оценка риска ОС, возможных на этапе ввода объекта в эксплуатацию, уточнение оценок риска, полученных на предыдущем этапе «жизненного цикла» объекта; уточнение степени готовности сооружения к вводу в эксплуатацию; уточнение комплекса мероприятий по расконсервации объекта начатого строительством, после длительного перерыва в работе; корректировка графика завершения строительства объекта; проверка соответствия условий ввода объекта в эксплуатацию требованиям экологической безопасности, с учетом возможного за период строительства изменения пра-вово-нормативной базы; разработка и уточнение инструкций по вводу в эксплуатацию объекта; уточнение плана мероприятий по предотвращению опасных ситуаций на объекте, локализации и ликвидации последствий опасных ситуаций и др.

На этапе эксплуатации и реконструкции объекта целью анализа безопасности может быть: уточнение информации об основных опасностях; оценка соответствия состояния объекта и условий его эксплуатации современным нормам и правилам; определение приоритетных мер по ремонту и реконструкции объекта, обоснование эффективности затрат на ремонт и реконструкцию; уточнение страховых тарифов и ставок; квалифицированное расследование причин имевших место ОС и неполадок на объекте; разработка рекомендаций по организации экологически безопасной эксплуатации объекта, взаимодействию с органами надзора, лицензирования и т.д.; совершенствование планов локализации опасных (аварийных) ситуаций и действий в чрезвычайных ситуациях; корректировка проектных решений по реконструкции и др.

На этапе вывода из эксплуатации и консервации (рекультивации) объекта целью анализа риска опасной ситуации может быть: обоснование необходимых и достаточных мер по консервации объекта, обеспечивающих его безопасность на стадиях вывода из эксплуатации и консервации; уточнение концепции рекультивации; последовательность и генеральная схема рекультивации; обоснование возможности размещения новых объектов на территории законсервированного сооружения; контроль за экологическим состоянием природных вод на рекультивируемом объекте и др.

Критерии приемлемого риска возникновения опасной ситуации на объекте могут быть заданы нормативно-правовыми актами или определены на этапе организации и планирования работ. Основные требования к выбору критериев приемлемого риска - их обоснованность и определенность. В общем виде основой для определения критериев приемлемого риска являются: законодательство по экологической безопасности; правила и нормы при водопользовании; правила, нормы безопасности в области обращения с отходами; дополнительные требования специально уполномоченных органов надзора и контроля за экологической безопасностью; сведения об имевших место опасных ситуаций на объекте или объектах-аналогах и их последствиях; региональные законодательные и нормативные акты; соглашение о допустимости риска в случае опасной ситуации между заинтересованными сторонами; опыт практической деятельности.

В любом случае уровень возможного загрязнения природных вод не должен превышать уровни допустимого воздействии на окружающую природную среду, одобренные при прохождении экологической экспертизы в специальных уполномоченных органах Ростехнадзора.

2.3. Идентификация опасностей загрязнения природных вод района техногеннонагруженной территории

Идентификация опасностей для конкретной природно-технической системы должна включать следующие основные шаги [90, 168, 185]: предварительный анализ опасностей ПТС; разработка перечня возможных нежелательных процессов и событий, приводящих к опасной ситуации в ПТС; формирование перечня основных сценариев возникновения и развития опасных ситуаций в ПТС; ранжирование основных сценариев возникновения и развития опасных ситуаций в ПТС по уровню опасности для персонала объекта, населения, имущества и окружающей природной среды (в частности для природных вод); выбор дальнейших направлений деятельности по анализу риска ПТС.

Предварительный анализ опасностей (ПАО) природно-технической системы выполняется с целью выявления опасных элементов и конструкций и воздействий на них, способных привести к аварии. Это - один из ответственных этапов анализа риска, поскольку не выявленные на этапе ПАО опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению и исчезают из поля зрения группы специалистов, выполняющих анализ риска аварий [185, 311].

Результаты ПАО рекомендуется оформлять протоколом предварительного анализа опасностей в виде таблицы (см. таблицу 2.3.1).

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Сольский, Станислав Викторович, Санкт-Петербург

1. Предложен порядок анализа безопасности в природно-технической системе «экологически опасный объект природные воды».

2. Приведены общие сведения о процедуре вычисления, оценки и определения значимости риска возникновения опасной ситуации в сложной природно-технической системе, адаптированной к специфике рассматриваемых проблем загрязнения природных вод.

3. Даны предложения по управлениюе безопасностью природных вод на техногенно-нагруженных территориях.

4. Глава 3. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНОГЕННО-НАГРУЖЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ31. Вводные замечания

5. По полученным данным возможна разработка расчетной гидрологической модели района, позволяющей прогнозировать обеспеченные гидрологические характеристики.

6. На основании этих материалов могут быть рассмотрены варианты концепции защиты природных вод района от загрязнения, очередность ее реализации, основные конструктивные элементы и др.

7. Однако при необходимости получения гидрологических характеристик специалисты сталкиваются с проблемой отсутствия до настоящего времени методов расчета их именно для техногенно-нагруженных территорий.

8. Основные особенности гидрологических характеристик территорий, подвергшихся антропогенному воздействию

9. В результате техногенного преобразования природных ландшафтов на таких территориях происходят значительные и необратимые изменения факторов формирования и дорусловой трансформации стока вод и изменения их гидрологических характеристик.

10. На техногенно-нарушенных территориях и, в частности, в местах размещения отходов можно выделить несколько типичных стокоформирующих комплексов:

11. Дно и борта каналов с креплением. Практически все осадки, выпавшие на эти площади, трансформируются в сток.

12. Площади, занятые естественными, еще не измененными поверхностями. Условия формирования поверхностного стока с этой территории идентичны условиям, характерным для соответствующей природной зоны.

13. Захламленные насыпные поверхности, покрытые травянистой растительностью и редким кустарником. Условия формирования стока на такой территории соответствуют естественным малым водосборам с небольшими уклонами.

14. Акватории кюветов, открытых дренажных и транспортирующих каналов на территории. Условия формирования стока с каналов соответствуют условиям стока с площади естественных водоемов.

15. Газоны, расположенные по периферии строений и вблизи них, перехватывающие часть стока с крыш при отсутствии его непосредственного канализационного отвода.

16. Уже в начальной стадии строительства, планировки территории, создания коммуникаций, возведения вспомогательных сооружений возникают очаги местной усиленной инфильтрации, благоприятствующие переводу поверхностных вод в подземные.

17. Для определения коэффициента стока с техногенно-нагруженных территорий необходимо иметь данные об объемах аккумулированной на поверхности воды и связанные с ними потери на испарение и инфильтрацию.

18. Приведенные в 56, 139. значения коэффициентов стока показывают, что даже для одного и того же типа застройки они могут различаться в несколько раз.

19. Наличие урбанизированных территорий оказывает большое влияние на условия формирования дождевых паводков, на их режим и величину.

20. Гидрограф дождевого стока с урбанизированной территории имеет резко отличный от естественного гидрографа ход: более высокий максимум, смещение в сроках его наступления.