Инженерно-экологическое обоснование локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга

Дубровская, Наталия Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Инженерно-экологическое обоснование локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Инженерно-экологическое обоснование локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга"

ооздувеив

На правах рукописи

ДУБРОВСКАЯ НАТАЛИЯ ВЛАДИМИРОВНА

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВТОРИЧНО ОСВАИВАЕМЫХ УЧАСТКОВ ТЕРРИТОРИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Специальность 25.00.36 - Геоэкология по техническим наукам

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2009

003476909

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» на кафедре «Экология промышленных зон и акваторий»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Нифонтов Юрий Аркадьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кутепов Юрий Иванович

кандидат геолого-минералогических наук Хархордин Иван Леонидович

Ведущая организация:

ЗАО "Экологический институт" МАНЭБ

Защита состоится 06 октября 2009 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д.5, ауд. 301

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета

Автореферат разослан 04 сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Иванова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние годы в крупных городах, в частности в Санкт-Петербурге, особенно остро встает вопрос о возможности вторичного использования выведенных из хозяйственного оборота территорий. Это территории, которые ранее были заняты промышленными объектами и местами складирования отходов производства и потребления. Для них характерны сложные инженерно-экологические и инженерно-геологические условия, а также комплексное загрязнение всех компонентов окружающей среды и, как правило, низкие прочностные характеристики оснований. Это создает реальную опасность прямого контакта человека с загрязняющими веществами, оказывает отрицательное воздействие на все компоненты окружающей природной среды и обуславливает проведения целого ряда специальных мероприятий.

Исследованиями проблемы обеспечения экологической безопасности территорий вводимых во вторичное использование в разное время занимались такие специалисты, как: Богданов C.B., Венцюлис Л.С., Ворожтцев Я.С., Гунин С.О., Дашко Р.Э., Киселев A.B., Киселев Г.В., Кутепова H.A., Кутепов Ю.И., Ласкин Б.М., Масликов В.И., Нифонтов Ю.А., Растоскуев В.В., Семин Е.Г., Сиротюк В.В., Скорик Ю.И., Сметанин В.И., Соломин И.А., Сольский C.B., Федоров М.П., Хархордин И.Л. и др.

На сегодняшний день, существуют различные методы и способы подготовки загрязненных территорий к освоению. Традиционно, экологическая опасность ликвидируется путем снятия толщи загрязненных фунтов с последующим их замещением чистыми грунтами. Более эффективным способом «оздоровления» загрязненных территорий мегаполисов представляется комплекс технологических решений по обустройству инженерно-экологических защитных экранов (ИЭЗЭ), представляющих собой конструкцию из нескольких последовательных систем и (или) элементов систем, в состав которых входят противофильтрационные (геомембраны, бентоматы и др.), армирующие (георешетки, геосетки и др.) и дренажные геосинтетические материалы, а так же защитные и подстилающие слои минеральных материалов.

Несмотря на значительный объем проведенных ранее научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на сегодняшний день недостаточно проработаны общие подходы к обустройству загрязненных территорий с применением геосинтетических материалов в зависимости от конкретных условий, сложившихся на территории, а также отсутствуют рекомендации и методики в области эксплуатации обустроенных территорий.

Таким образом, инженерно-экологическое обоснование локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории, которое позволяет с учетом их функционального назначения создать высоконадежные, экологически безопасные природно-технические системы

и прогнозировать их уровень безопасности, является своевременным и актуальным.

Цель диссертации заключается в разработке методических походов к инженерно-экологическому обоснованию локализации загрязнений на вторично осваиваемых территориях Санкт-Петербурга.

Основные задачи исследования: -анализ инженерно-экологических и инженерно-геологических условий территорий перспективных для освоения;

-анализ и оценка эффективности существующих способов и методов инженерной подготовки для вторичного освоения загрязненных территорий и упрочнения слабых оснований;

- обоснование количественного значения величины поправочного коэффициента в расчетах прочности инженерно-экологического защитного экрана, возникающего за счет синергетического эффекта;

- разработка концепции и алгоритма обоснования обустройства инженерно-экологического защитного экрана на вторично осваиваемых территориях со сложными инженерно-экологическими и инженерно-геологическими условиями;

-научное обоснование рациональных систем и конструкций инженерно-экологического защитного экрана на вторично осваиваемых территориях на основе численного моделирования пространственных фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации с количественной оценкой эффективности предлагаемых инженерных решений;

- разработка методики оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты (с учетом экологических коэффициентов значимости), которая позволяет контролировать уровень экологической безопасности вторично осваиваемых территорий.

Научная новизна работы:

- выполнена классификация методов обеспечения экологической безопасности и укрепления слабых оснований, в которой на основе анализа инженерно-экологических и инженерно-геологических условий территорий мегаполисов, оценки эффективности существующих методов обеспечения экологической безопасности и укрепления слабых оснований, выделены основные группы методов обеспечения инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий.

- предложена концепция и алгоритм обоснования обустройства инженерно-экологического защитного экрана на осваиваемых территориях со сложными инженерно-геологическими и инженерно-экологическими условиями, позволяющая интегрировать в единый инженерно-экологический комплекс совокупность локальных систем защиты (системы защиты поверхностных вод, защиты подземных вод, защиты атмосферного воздуха, стабилизации осадок конструкции, оптимизации консолидации

основания, газоотведения и др.) в зависимости от конкретных условий, сложившихся на территории.

-впервые, экспериментальными методами получен поправочный коэффициент, вводимый в расчетные зависимости прочности инженерно-экологического защитного экрана, повышающий общий модуль упругости конструкции на 14-36%, снижающий величины необратимых деформаций в 1,5+2,0 раза и увеличивающий несущую способность в 2,0+3,0 раза, что обеспечивается за счет возникновения синергетического эффекта от комплексного использования геосинтетических и минеральных материалов при его обустройстве.

- разработана методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты, основанная на использовании полученных экспертным путем показателей состояния сооружения и коэффициентов экологической значимости, и позволяющая выявить отклонения конструкции на стадии проектирования, строительства и эксплуатации от требований действующих норм и принятых проектных решений, и позволяющая контролировать уровень экологической безопасности территорий.

Практическая значимость работы:

- разработаны типовые конструкции инженерно-экологического защитного экрана территорий, планируемых к вторичному освоению и характерных для Санкт-Петербурга;

- предложен алгоритм применения повышающего коэффициента при расчете ожидаемой прочности конструкции инженерно-экологического защитного экрана за счет возникновения синергетического эффекта от совместного использования геосинтетических материалов и минерального заполнителя;

- разработана методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Классификация методов обеспечения инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий.

2. Количественные значения поправочного коэффициента, вводимого в расчетные зависимости прочности инженерно-экологического защитного экрана с учетом возникновения синергетического эффекта от комплексного использования геосинтетических и минеральных материалов при его обустройстве, полученные экспериментальными методами.

3. Методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты (с учетом экологических коэффициентов значимости), которая позволяет контролировать уровень экологической безопасности вторично осваиваемых территорий.

Апробация работы

Результаты исследований докладывались на региональной научно-технической конференции с международным участием «Кораблестроительное образование и наука - 2005», СПбГМТУ (г. Санкт-Петербург, 2005 г.), межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (Воркута, 2006, 2007 гг.), международной научно-практической конференции «Роль мелиорационного водного хозяйства в реализации национальных проектов» (г. Москва, 2008 г.), научно-практической молодежной конференции "Чистая вода — здоровье нации" (Санкт-Петербург, 2008 г.), на международном экологическом форуме «День Балтийского моря» (г. Санкт-Петербург, 2007, 2008, 2009 г.г.), на Невском международном экологическом конгрессе (г. Санкт-Петербург, 2008, 2009 г.г.).

Имеется акт о внедрении результатов научно-исследовательских работ и стандарт предприятия «Методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты» ООО «НПК Проектводстрой».

Отдельные этапы результатов исследований докладывались на заседаниях кафедры «Экология промышленных зон и акваторий» в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете, секции ученого совета ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» «Основания, грунтовые и подземные сооружения», технических советах ООО «НПК Проектводстрой».

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались экспериментальные методы (штамповые испытания) для определения прочностных характеристик грунтов, защитных и подстилающих слоев минеральных материалов; методы полевых режимных наблюдений за осадками основания, уровнями грунтовых вод, дренажным стоком и др.; методы численного моделирования пространственных фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации, основанные на апробированных математических моделях фильтрации в насыщенных и ненасыщенных средах; методы экспертных оценок; методы статистической обработки результатов экспериментов и др.

Реализация результатов работы

Результаты работы внедрены в проектной практике ООО «НПК Проектводстрой» и строительством на ряде объектов в городе Санкт-Петербург. Основные выводы и положения диссертационной работы использованы в учебном процессе при чтении курса лекций и ведении семинарских занятий по дисциплине: «Промышленная экология» и «Теоретические основы защиты окружающей среды» в СПбГМТУ, а также при чтении лекций в ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» по курсу «Эксплуатация и безопасное обслуживание гидротехнических сооружений» на курсах повышения квалификации специалистов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 3 в сборниках, рекомендованных ВАК.

Программа исследований по теме диссертации предусматривалась планом НИР Санкт-Петербургского государственного морского технического университета, и в соответствие с Постановлением Правительства Санкт-Петербурга № 37 от 11.07.2002 г. «О перебазировании промышленных предприятий и реабилитации территорий в Санкт-Петербурге».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, изложена на 134 страницах, содержит 36 рисунков, 23 таблицы, список используемых источников и литературы из 202 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дан краткий обзор состояния проблемы, обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели и задачи исследований, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен анализ инженерно-геологических и инженерно-экологических условий территорий г. Санкт-Петербурга перспективных для освоения.

Длительный период развития и функционирования мегаполисов приводит к значительному преобразованию всех компонентов окружающей природной среды. Характер и интенсивность такого рода изменений определяется спецификой естественных природных условий территорий размещения мегаполиса (географического расположения, рельефа местности, климата, инженерно-геологических и гидрогеологических условий и др.), а также особенностями и длительностью техногенной нагрузки.

Инженерно-геологические условия значительной части территории Санкт-Петербурга являются сложными и неблагоприятными для строительства вследствие: затрудненных условий стока поверхностных вод; наличия неоднородной толщи слабых грунтов, распространенных практически повсеместно; высокого уровня подземных вод; искусственных изменений гидрографической сети; развития неблагоприятных техногенных процессов и явлений и др.

Наличие слабых грунтов различного литологического состава определяется присутствием в геологическом разрезе города природных последниковых отложений (морские, озерные, флювиогляциальные, болотные и аллювиальные) и техногенных отложений (насыпные, намывные, «культурный слой», отвалы промышленных и бытовых отходов). Для тех и других характерна высокая влажность и пористость, анизотропность свойств, высокая сжимаемость, пучинистость, тиксотролность.

Суммарная мощность техногенных отложений преимущественно составляет ЗтЮм, в островной части города она достигает 20 м. В общей сложности слабые техногенные отложения распространены повсеместно, они занимают площадь около 200 км2 30% от общей площади Санкт-Петербурга).

Развитие во времени границ города повлекло за собой значительные преобразования гидрографической сети, в результате стихийной или планомерной отсыпки грунтов различного генезиса, в том числе с включениями строительных, бытовых и промышленных отходов. Ориентировочно было засыпано более 100 водных объектов общей площадью более 20 км2. Зачастую отсыпка грунтов сопровождалось только частичной выемкой болотных отложений, широко распространенных на территории города (-80 км2 (13 %) от общей площади города) в виде поверхностных слоев и линз, мощность которых составляет 1-^3 м, реже достигает 5 м.

Развитие городской инфраструктуры Санкт-Петербурга определило высокую степень загрязнения подземных вод и грунтов па значительную глубину. Основными загрязняющими компонентами являются тяжелые металлы, перечень которых зависит от использования территории и близости ее к основным источникам загрязнения (промышленные объекты, свалки, автомагистрали и др.), также трудноокисляемые (нефтепродукты) вещества, соединения азота и другие биогенные элементы, а также сульфаты и хлориды. Кроме того, в результате утЬчек из канализационной сети, накопления хозяйственно-бытовых отходов, наличия погребенных болот, заторфованных грунтов, захороненных свалок, участков ликвидированных водотоков и водоемов для грунтов Санкт-Петербурга характерно большое содержание микроорганизмов (бактерий, грибков, микроводорослей и др.), что проявляется в негативном преобразовании органического вещества, физико-механических свойств грунтов и газовыделениях метана (СН4) и сероводорода (H2S).

Установлено, что наибольшую антропогенную нагрузку несут территории промышленных зон и зон специального назначения (свалки, полигоны) (рис.1). Загрязнения приурочены к техногенным отложениям. По суммарному показателю загрязнений тяжелыми металлами Zc грунты этих территорий характеризуются "опасным" (Zc = 32 - 128) и "чрезвычайно -опасным" (Zc = более 128) уровнем загрязнения, приоритетными загрязняющими веществами являются элементы первого класса опасности (цинк, свинец, кадмий). Основными загрязняющими веществами по органическим составляющим являются бенз(а)пирен и нефтепродукты.

В связи с необходимостью повышения общей экологической культуры и ужесточением норм экологических стандартов все более нежелательным становится нахождение в границах города предприятий и производств,

технологические процессы которых не отвечают современным экологическим требованиям. Постепенно производится вывод промышленных объектов из состава действующих, консервация полигонов, исчерпавших свою мощность, и рекультивация бывших свалок, соответственно, происходит освобождение занимаемых территорий. Как правило, такие территории характеризуются отсутствием предварительной инженерно-экологической подготовки.

Рис. 1. Среднее содержание загрязняющих веществ в грунтах различных зон территории Санкт-Петербурга

Во второй главе рассматриваются современные методы и способы снижения техногенной нагрузки и упрочнения неустойчивых грунтов на осваиваемых территориях.

На основе анализа и систематизации имеющейся информации об основных методах и способах снижения техногенной нагрузки и упрочнения неустойчивых грунтов в диссертационной работе была произведена классификация методов обеспечения инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий. Установлены основные способы подготовки загрязненных территорий к освоению, которые дают возможность проводить эффективную инженерно-экологическую подготовку участков вовлекаемых во вторичное освоение. В общем виде схема представлена на рис. 2.

Методы обеспечения экологической безопасности

Методы обеспечения инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий

Методы укрепления слабых оснований

Удаленно | загрязнение |

— Очистка

Биологическая очистка

Промывка грунта

Термическая обротботка

Бновскл тиров анис

Огкачка фунтовых [ испарений ?

□

Полное замещение

Частичное замещение

— Локализация

Водонепроницаемые

гсосингетичес-Ю1С материалы

Глубинное укрепление

Стабилизация иньсциро ванне

ВКЖ)Щ1ШИ

веществами)

Рыхлые

ГрунТЫ

Осушение

Механическое уплотнен'.*!

Там пои дж I* кольматаж

Гра нулометр ич ее га * добавками

Холодная битумизация, цеметтцш, силикатизация

Искусственное замораживание

Поверхностное укрепление рыхлых И МЯГКИХ ФУ>ПРВ

Мягкие грунты

Замещение (гюп-нос, частичное)

Элсктро осмос

Электрохимическое закрепление {

Силикатизация

Терм инее кос закрепление

Уплотнение грунтовыми

Искусственное '^ЯМО|?РЖТ|ВОННС

Регулирование <|>Ш. состоянии

"Регулирование водного режима (осушонлс дренированием, изоляция от источников увлажне-ни*, осушение лесомелиоративными способами)

Регулирование тсплово-го режима (термоизоляции, прогрев и обжлг)

Регулирование плотиоС' ■пс (укатке .трамбование, внбро> гиготнснис)

Искусственное замораживай не

Искусственное изменение гр>нга

Веден!« гран>'!юыст-рнчсских добавок (крупно и грубозер-иистыс)

Изменение здетиеа жидкой фазы (легхо-рзстворимыс)_

Ведение гцдро<|юби-зирующих добавок

(ШВССТЬ, ЦСЛ1СНТ и

другие вяжущие, битумные и дегтевые синтетические по.иь мерные вещества)

Причинение гсо-сик1стическн\ материалов

Объемное ;|рмн-рованис массива (габионы.мггтраиы, "Рено". (|«ни»нио-- плетневые конструкции)

Применение гсосмнтс-тическнх рулонных ма тер иа лон(гсоссткн, гсоре щетки)_

Рис. 2. Классификация методов обеспечения инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий

Анализ существующих методов снижения техногенной нагрузки при подготовке загрязненных территорий и принципов их действия показывает, что применение физических, химических и биологических методов извлечения загрязняющих веществ, требует организации производства в промышленных масштабах специальных растворов для извлечения загрязнителей или эксплуатационных и капитальных затрат, сопровождающихся проблемами вывоза и размещения загрязненных грунтов. Целесообразность применения такой группы методов может быть обоснована однородным и выдержанным по площади и простиранию характером загрязнения исходного массива, и их небольшими площадями.

Другой немаловажной проблемой загрязненных территорий является низкие физико-механические характеристики грунтов, слагающих разрез участков, переводящие их в разряд слабых оснований, с продолжающейся консолидацией и самоуплотнением. В случае необходимости подготовки таких территорий к выполнению ими функций оснований возникает проблема их укрепления путем использования различных специальных технологий. Различается глубинное и поверхностное укрепление грунтов с неблагоприятными физико-механических характеристиками, с помощь которых могут быть приданы необходимые строительные свойства.

Применимость основных методов обеспечения несущей способности оснований при строительстве зависит от вида основания, в каждом конкретном случае эти методы подлежат расчетному обоснованию, а производство работ по их реализации — разработке специального проекта.

Учитывая, что площадь промышленных зон и размещения отходов производства и потребления г. Санкт-Петербурга составляют ориентировочно 10 км2, их полная санация и полная замена на более прочные грунты практически невыполнима. Но при использовании этих территорий выбор инженерных решений должен выполняться с максимальной экономической эффективностью, и с безусловным обеспечением экологической безопасности.

На основе классификации в процессе выполнения диссертационной работы были выделены наиболее рациональные и эффективные способы обеспечения инженерно-экологической подготовки вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга со сложившимися сложными инженерно-экологическими и инженерно-геологическими условиями с применением современных геосинтетических материалов (георешетки, геомембраны, геотекстиль), предназначенных для перераспределения нагрузок на основание, обеспечения его несущей способности и стабилизации осадок, снижения воздействия загрязненного основания на грунты, природные воды и атмосферный воздух.

Применение новых материалов прошло апробацию на ряде объектов размещения отходов г. Санкт-Петербурга и окрестностей: полигон промышленных токсичных отходов «СПб ГУПП «Полигон «Красный Бор»

в Тосненском районе Ленинградской области, Приморская свалка ТБО в квартале 57 Ж г. в Приморском районе, бывший золоотвал ТЭЦ-2 в Невском районе и др.

В третьей главе представлена концепция обустройства инженерно-экологического защитного экрана (далее экран или ИЭЗЭ) с применением современных геосинтетических материалов. Разработаны и научно обоснованы системы и конструкции экранов на вторично осваиваемых участках территории Санкт-Петербурга в областях фильтрации сложной конфигурации с количественной оценкой эффективности предлагаемых инженерных решений.

Концепция обустройства ИЭЗЭ для различных типов рельефа, осваиваемой территории, заключается в: минимизации объема поверхностного стока, формирующегося на защищаемой территории; разделение различных по качеству поверхностных вод, формирующихся на различных участках загрязненной территории с учетом возможности по их сбросу в естественную русловую сеть, во внешние сети канализации, очистке, выпариванию и др.; разделение поверхностного и подземного (дренажного) стока с учетом их качества; предотвращения неорганизованного контакта атмосферных осадков с загрязненной территорией; стабилизация осадок слабого основания; организация газоотведения; организация комплексного мониторинга; создание комплексной инженерной инфраструктуры.

Предлагаемая концепция делает возможным отделение условно чистого поверхностного слоя грунтов и поверхностных стоков от загрязненных нижележащих (подмембранных) грунтов и грунтовых вод. Основным принципом реализации этой концепции является сохранение сплошности водонепроницаемого экрана на всей экранируемой поверхности и создание условий, способствующих минимизации выноса загрязняющих веществ фильтрационным потоком.

Для обеспечения предлагаемой концепции были разработаны системы и конструкции ИЭЗЭ, позволяющие снизить и ликвидировать воздействие на все компоненты окружающей среды, а также стабилизировать осадки:

- система разделения поверхностного стока, образующегося за пределами землеотвода;

- система организации поверхностного стока в пределах землеотвода;

- система организации подземного (дренажного) стока;

- система предотвращения неорганизованного контакта атмосферных осадков с загрязненной территорией;

- система стабилизации осадок основания;

- система искусственного увлажнения массивов свалочных масс загрязненным фильтратом;

- система газоотведения;

- система мониторинга.

Используя изложенную выше концепцию, был разработан алгоритм обоснования обустройства систем инженерно-экологической защиты на таких территориях (рис. 3)5 позволяющий подобрать наиболее рациональный комплекс мероприятий по нормализации экологической обстановки для любого уровня защиты.

Постановка задачи

[Выбор

исходных данных

Геометрические параметры

Природно-климатические характеристики: (топографические,геологические, гидрологические, гидрогеологические, метеорол огические.э кол о гические)

|- -- - -Уточнением Выбор метода обеспечения"инженерно- экологической безопасности вторично осваиваемых территорий

Методы обеспечения I экологической безопасности

Методы укрепления слабых оснований

| Удаление загрязнения} | Локализация}

конструкции

Расчет конструкции

Уточнение? -.Уточнение^-

[Прочностные расчеты) | Построение геофильтрационнон модели};

| Расчет объемов.

^Критерии] г] Экономический эффект

Экологический эффект

_ [Результат]—

--[Прое!

Строительство!

Рис. 3. Алгоритм обоснования обустройства ИЭЗЭ

Алгоритм обоснования обустройства систем инженерно-экологической защиты, разработанный в данной работе, включает в себя этапы выбора оптимальной конструкции ИЭЗЭ с учетом естественных природных условий, а также особенностями и длительностью техногенной нагрузки в границах вторично осваиваемых территорий. Путем обобщения и схематизации исходных данных для выбранной конструкции выполняются прочностные расчеты, способ расчета зависит от выбора метода укрепления исследуемой территории (рис. 2). Разрабатывается геофильтрационная модель основания, содержащая качественную информацию об основных элементах гидрогеологической обстановки в районе исследуемой

территории, по результатам которой формулируются варианты численного моделирования фильтрации, заключающиеся в нахождении напорной функции Н (х,у,гД), которая удовлетворяет граничным условиям и является на расчетной области решением уравнения фильтрации:

8 , дН д , дН д , дН дН

— к х-+ —к у —— + —к ~ —— = 7]--е

дх дх ду ду дг аг дс

где: £~ плотность внешних источников, ^ - упругоемкость, Н -гидродинамический напор, кх, ку, к,- коэффициенты фильтрации в направлении соответствующих координатных осей.

Основными результатами численного моделирования фильтрационного режима на исследуемой территории являются прогнозные положения трехмерной депрессионной поверхности, визуализируемые в виде пространственных изображений, разрезов и карт гидроизогипс, а также оценки величин фильтрационных расходов (0 для всех рассмотренных вариантов.

По изменению величины фильтрационных расходов и концентрации загрязняющих веществ (С,) при фактических условиях (без инженерной подготовки) и предложенной оптимальной конструкции ИЭЗЭ оценивается экологическая эффективность предлагаемой системы ИЭЗЭ обустраиваемой территории:

п = —~ ээф IV, .

где }УН = С1Н0„ - вынос загрязняющих веществ в начальный момент сработки купола грунтовых вод; \\'К = С/К()К - вынос загрязняющих веществ

в конечный момент процесса сработки купола грунтовых вод.

В табл. 1 представлен пример применения алгоритма при выборе оптимальной конструкции ИЭЗЭ при обустройстве системы предотвращения неорганизованного контакта атмосферных осадков с загрязненным грунтовым массивом с элементом «стены в грунте» на территории бывшего золоотвала ТЭЦ-2 в Невском районе. В конкретном случае считается, что концентрации загрязняющих веществ в момент начала сработки купола грунтовых вод и в конце этого процесса равны: Сы = Сц = С, т.е. не учитывается уменьшение концентраций загрязняющих веществ за счет снижения их вымыва, в результате уменьшения действующих напоров при сработке купола грунтовых вод и разбавления атмосферными осадками по периферии рассматриваемой области.

С учетом указанных процессов расчетный показатель экологической эффективности увеличен на 25-30 % и принят равным ПээФ - 40. Полученные показатели ПЭЭф могут рассматриваться как верхняя и нижняя границы расчетной оценки экологической эффективности инженерной подготовки территории, т.е. 30 < Пээф - 40.

Пример применения алгоритма

Таблица 1

Вариант Описание варианта Q, л/с Пэзф

«Foro> Существующие условия 1,221 -

«Екгап» Обустройство ИЭЗЭ 0,661 1,221 ■ С/0,661- С = 1,85

;<Stenka-3» ИЭЗЭ + «стена в грунте» глубиной 3 м 0,269 1,221 С/0,269 С = 4,54

:<Stenka-6» ИЭЗЭ + «стена в грунте» глубиной 6 м 0,041 1,221 ■ С/0,041 С = 30,00

;<Stenka-8» ИЭЗЭ + «стена в грунте» глубиной 8 м 0,037 1,221 С/0,037 С = 33,00

При комбинации различных систем и конструкций (элементов) ИЭЗЭ расчетный показатель экологической эффективности увеличивается 70</7ЭЭФ< 150.

Результаты приведенной оценки свидетельствуют о возможности существенного повышения экологической безопасности застраиваемой территории путем обустройства ИЭЗЭ на вторично осваиваемых территориях.

Четвертая глава посвящена оценке изменений деформативных характеристик слабых оснований, их несущей способности при использовании в конструкции сооружений элементов (систем) ИЭЗЭ, позволяющая ввести в расчетах прочности инженерно-экологического защитного экрана поправочный коэффициент.

В конкретном случае рассматривается изменение деформативных показателей ИЭЗЭ в конструкции несущего покрытия, обустроенного на слабом основании. Обязательным элементом для обеспечения увеличения срока службы, несущей способности и во избежание преждевременного выхода из строя сооружения в состав несущего покрытия включаются георешетки (система стабилизации осадок основания), которые выполняют функции армирования конструкции (рис. 4).

Асфатыобегон

4 А А Л ft ft ft Ч--► Щебень

Песок

Д Д Д Д Д Д Д Л]

Геомеморака Геотештаь Георещетка Основание

Рис. 4. Конструкция несущего покрытия с применением систем ИЭЗЭ

С целью определения изменений деформативных характеристик в традиционных конструкциях (неармированных) и в конструкции при использовании системы стабилизации осадок основания (армированных) были выполнены штамповые испытания в соответствии с ГОСТ 20276-96. На основе полученных данных определяется модуль деформации на каждой ступени нагружения по формуле:

_ АРхБ

Е =-х (1-й )

Д5

где АР - давление под подошвой штампа, МПа (кгс/см2); £) - диаметр штампа, см; Л5 - осадка штампа, см; и - статический коэффициент Пуассона.

Анализ полученных данных позволяет судить о том, что у армированной по сравнению с неармированной конструкцией величина необратимых деформаций снижается 1,5-К2 раза, а несущая способность слабого основания с включением системы стабилизации осадок основания (георешеток) увеличивается в 2-КЗ раза.

Установлено, что на слабом основании при использовании системы стабилизации осадок (георешеток) фактические параметры модуля упругости конструкции превышают расчетные значения в среднем на 14^-36 % (табл. 2).

Таблица 2

Сопоставление расчетных и экспериментальных данных на опытных участках

№ п/п

Экспериментальный модуль

упругости _Еэкс , МПа_

Номер испытания

Расчетный модуль упругости ЕРасч-= МПа

^син ^экс^р;

Номер испытания

1 | 2 [ 3 [ 4~]"Т

Площадка развлекательного комплекса, г. Санкт-Петербург

223,77 252,7! 487,5(341,2!

379, К

158,70

1,411,5е, 3,0

2,1!

2,3'

Промышленная площадка. Республика Татарстан

113,66|106,22|111,43|118,39(145,72)

152,00

1из11,0б|1,11|1,18|1,48

Анализ полученных данных и представлений о синергетическом эффекте позволяет ввести повышающий коэффициент, который равен отношению Ксш=Еж/Ерасч. Повышающий коэффициент Кст учитывает увеличение модуля упругости за счет возникновения синергетического эффекта, проявляющийся во взаимодействии всех слоев системы друг с другом и обменом энергии, освободившейся в результате уменьшения нормальных и касательных напряжений в толще основания, и сконцентрированной в слое «щебень - георешетка», что способствует сопротивлению сдвигу. КСШ1 вводится при расчете модуля упругости конструкции для учета ожидаемого увеличения прочности и долговечности:

&син Жени ЕраСЧ

где Ест -модуль упругости ИЭЗЭ с учетом синергетического эффекта, МПа (кгс/см2); Е-ж„ - расчетный модуль упругости ИЭЗЭ, МПа (кгс/см2).

Величина Каы зависит от инженерно-геологических условий объекта обустройства, состава слоев основания, типа георешетки, свойств используемых материалов заполнения, качества уплотнения и находится в диапазонах 1,0-КЗ,0.

В пятой главе приводится разработанная автором методика по оценке эффективности систем инженерно-экологической защиты, позволяющая выявить отклонения конструкции на стадии проектирования, строительства и эксплуатации от требований действующих норм и принятых проектных решений, а также обеспечивающая высокий уровень экологической безопасности территорий.

Конструкция инженерно-экологического защитного экрана должна обеспечивать экологическую безопасность не только локализованного участка, а также и прилегающей территории. Как и любое сооружение, в ИЭЗЭ возможны нарушения, неисправности, повреждения и отказы отдельных элементов экрана. На сегодняшний день нормативно-правовые акты и методические документы в области эксплуатации ИЭЗЭ отсутствует, не смотря на то, что конструкции с применением геосинтетических материалов в России используются с 1996 г. В этой связи безопасная эксплуатация и достоверная оценка состояния ИЭЗЭ является одной из актуальнейших задач. Такая оценка должна основываться на точном учете состояния ИЭЗЭ с целью предупреждения на начальных стадиях процессов разрушения и быстрого реагирования по устранению аварии и ее локализации.

В методике установлен порядок, сформулирована терминология и основные методические положения по определению уровня безопасности ИЭЗЭ. Схема оценки состояния ИЭЗЭ по предлагаемой методике показана на рис.5.

Методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты основывается на рассмотрении двух групп факторов: соответствия проектных решений нормативным документам и соответствие конструкции ИЭЗЭ проекту (показатель А); контроль за ИЭЗЭ (показатель В), с учетом экологической значимости исследуемой территории.

За основу оценки значения показателя состояния сооружения (А), принято соответствие и обоснованность проектных решений современным нормативным требованиям и соответствие проекту конструкции ИЭЗЭ, условий его эксплуатации, а также свойств материалов сооружения и основания. По результатам оценки состояния сооружения по показателю А устанавливается степень опасности, выявленных отклонений и устанавливаются баллы.

Известно, что при отсутствии контроля за любим сооружением возрастает уровень риска аварий. Наиболее высок он для сооружений, не имеющих собственников. Снижение уровня эксплуатации и надзора за безопасностью ИЭЗЭ из-за отсутствия квалифицированного персонала,

отсутствие контрольно-измерительной аппаратуры и необходимых средств ремонта и реконструкции также приводит к росту уровня риска аварий. По результатам оценки состояния сооружения по показателю В устанавливается степень опасности, выявленных отклонений.

[Подготовка и оценка

исходных данных

Проектная доклпчеетацщ

Исполнительская документация

Инженерные изыскания

Эксгглатаииокная документация

Анализ степени опасности и назначение 6агх>е

Назначение коэффициентов

) экологической значимости (К)

.■{/-оиедааобоси&мяиосга и соответствия проектные ряпеяий современных нормативным треооинияу

.-У-оиени соответствия ( проекту конструкции ЮЗЭ, условий его эксатуатации.» также свойств материалов сооружения и основания

п: ■

В1-о №нка состояния сооружения ^по заншга инструтнгалъиьгс шСтю-дений и визуального ио>про:м)_

В2-оОпт ортаютзащвд зхсплуата ини ИЭЗЭ (соблюдение требований безопасной эксплуатации)

А-гюизлтстъ соответствия проектныч решекн^ ЦД и соответствие конструкции ИЭЗЭ проекту

ЙЛоценха готовности обьекта к локализации и ликвидации ЧС

в- показатель контро ля за ИЭЗЭ

Рис. 5. Блок-схема оценки состояния ИЭЗЭ

В общем случае, оценка состояния ИЭЗЭ определяется путем умножения суммы показателей состояния на коэффициенты экологической значимости:

2 3

5 = (А+В)-кт-кс-кп-кРЛЛ^к5-кр, А = ]ГЦ), В = )

/=1 т=1

где 5 — оценка состояния ИЭЗЭ; А и В — основные показатели состояния ИЭЗЭ; к, — коэффициенты экологической значимости.

Коэффициенты экологической значимости оцениваются по следующим критериям: расстояние от водного объекта (£„); социальная значимость территории, обустроенной ИЭЗЭ (£„); предыдущее назначение и использование территории (кр„); нагрузка на ИЭЗЭ {кр)\ осадка конструкции ИЭЗЭ (кп5); сплошность ИЭЗЭ (кс); площадь, занимаемая ИЭЗЭ (&5); качество грунтовых вод (ккх).

Численные значения баллов и коэффициентов в данной методике были разработаны автором на основе экспертных оценок. В диссертации с использованием методики автором произведены расчеты оценки состояния

ИЭЗЭ, которые эксплуатируются на территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Предлагаемая методика позволяет в достаточно простой и ясной форме дать сопоставительную оценку возможности повреждения ИЭЗЭ на основе экспертного анализа всей совокупности факторов с учетом социально-экологических условий, влияющих на надежность и безопасность их работы, выделить элементы сооружения, нуждающиеся в ремонте.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В ходе диссертационных исследований по решению вопросов инженерно-экологического обоснования локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга автором были поставлен и решен комплекс задач, имеющих как научно-методическое, так и практическое значение.

2. Выполнен анализ инженерно-экологических и инженерно-геологических условий территорий перспективных для освоения, который показал, что для территорий Санкт-Петербурга характерны высокое содержание загрязняющих веществ и активно протекающие современные геологические процессы, переводящие такие территории в новые массивы со сложными условиями.

3. Выполнена классификация методов обеспечения экологической безопасности и укрепления слабых оснований, в которой на основе анализа инженерно-экологических и инженерно-геологических условий территорий мегаполисов, оценки эффективности существующих методов обеспечения экологической безопасности и укрепления слабых оснований, выделены основные группы методов обеспечения инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий.

4. Впервые, экспериментальными методами получен поправочный коэффициент, вводимый в расчетные зависимости прочности инженерно-экологического защитного экрана, повышающий общий модуль упругости конструкции на 14-36 %, снижающий величины необратимых его деформаций в 1,5-^2 раза и увеличивающий несущую способность в 2^3 раза, что обеспечивается за счет возникновения синергетического эффекта от комплексного использования геосинтетических и минеральных материалов при его обустройстве.

5. Дано научное обоснование рациональных систем и конструкций инженерно-экологического защитного экрана на осваиваемых территориях на основе численного моделирования пространственных фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации с количественной оценкой эффективности предлагаемых инженерных решений.

6. Разработан и реализован ряд конструкций инженерно-экологического защитного экрана на осваиваемых территориях со сложными инженерно-

экологическими и инженерно-геологическими условиями, обладающих высокой технической надежностью и экологической безопасностью. 7. Разработана методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты, основанная на использовании полученных экспертным путем показателей состояния сооружения и коэффициентов экологической значимости, и позволяющая выявить отклонения конструкции на стадии проектирования, строительства и эксплуатации от требований действующих норм и принятых проектных решений, позволяющие контролировать уровень экологической безопасности территорий.

9. По результатам разработок автора предложен ряд оригинальных проектных решений реализованных в проектной практике ООО «НПК Проектводстрой» и строительством на территории г. Санкт-Петербурга, в частности на:

- действующих наливных сооружениях (проект дамб обвалования действующих наливных емкостных сооружений на территории СПб ГУПП «Полигон «Красный Бор» в Тосненском районе Ленинградской обл.);

- закрытых накопителей жидких и пастообразных отходов (проект рекультивации закрытой карты №70 на территории СПб ГУПП «Полигон «Красный Бор» в Тосненском районе Ленинградской обл.);

- закрытом золошлакоотвале ТЭЦ-2 в Невском районе Санкт-Петербурга (квартал 9 СУН);

- ликвидируемых водных объектах (проект засыпки второго русла Матисового канала на территории многофункционального комплекса «Балтийская жемчужина» в Красносельском районе Санкт-Петербурга).

10. Направлением дальнейшего развития рассмотренной темы, считаю совершенствование, разработку и обоснование узлов элементов инженерно-экологического защитного экрана и методики оценки состояния конструкции с учетом экологической и экономической эффективности.

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах

Научные статьи, опубликованные в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ ¡.Дубровская Н.В. Синергетический эффект в системе "дорожная одежда -основание"/ Н.В. Дубровская, Ю.А. Нифонтов, С.О. Гунин, Г.В. Киселев //Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. «Оценка состояния гидротехнических сооружений (методы, способы, исследования)». - СПб: Издательство ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2007 Т. 247 - с. 110-119. 2.Сольский C.B. Практика рекультивации полигона промышленных токсичных отходов СПб ГУПП «Полигон «Красный Бор» / C.B. Сольский, Е.В. Герасимова, Н.В. Дубровская, A.B. Козлова, С.Г. Климовский //

Известия ВНИИГ Б.Е. Веденеева. «Оценка состояния гидротехнических сооружений (методы, способы, исследования)». - СПб: Издательство ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2008 Т. 253 - с. 62-72.

3.Дубровская Н.В. Влияние акватории Финского залива на формирование состава грунтовых вод прилегающих площадок судостроительных предприятий. / Н.В. Дубровская, H.A. Бродская, Г.И. Леонова // Морской вестник. - СПб: Издательство Мор Вест, 2009. №3. С. 67-68.

Научные статьи, опубликованные в материалах конференций, межвузовских сборниках и других научных периодических изданиях

4. Максимова Т.В. Некоторые аспекты анализа техногенного экологического риска / Т.В. Максимова, Д.С. Петров, В.Ф. Шуйский, В.Б. Добрецов, Н.В. Львутина, Е.Г. Нестеренко // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. № 12. С. 128 - 134.

5. Львутина Н.В. Использование геосинтетических материалов в промышленном строительстве (полигонов ТБО) / Н.В. Львутина // Материалы региональной научно-технической конференции с международным участием «Кораблестроительное образование и наука -2005». - СПб: СПбГМТУ, 2005 Т. 4 - с. 36-40.

6. Львутина Н.В. Повышение прочностных характеристик дорожной одежды геосинтетическими материалами при обустройстве инженерно-экологического защитного экрана / Н.В. Львутина // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 4-ой Межрегиональной научно-практической конференции. - Воркута: Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», 2006 Т. 2 - с. 544-548.

7. Львутина Н.В. Синергетическое представление неустойчивости и устойчивости системы "дорожная одежда - горная порода" при обустройстве инженерно-экологического защитного слоя / Н.В. Львутина, Ю. А. Нифонтов // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 4-ой Межрегиональной научно-практической конференции. - Воркута: Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», 2006 Т. 2 - с. 548-553.

8. Дубровская Н.В. Увеличение прочностных характеристик системы «дорожная одежда-основание» за счет возникновения синергетического эффекта / Н.В. Дубровская //Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 5-ой Межрегиональной научно-практической конференции: - Воркута: Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», 2007 Т. 2 - с. 319-322.

9. Дубровская Н.В. Инженерно-экологическая подготовка защитного экрана на участке ФГУП «Адмиралтейские верфи» / Н.В. Дубровская, Ю.А. Нифонтов, H.A. Бродская, О.В. Куприенко //Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 5-ой Межрегиональной

научно-практической конференции. - Воркута: Филиал СПГГИ (ТУ)

«Воркутинский горный институт», 2007 Т. 2-е. 323-325.

10. Дубровская Н.В. Состояние урбанизированных территорий и их

подготовка к безопасному освоению (на примере г. Санкт-Петербурга) /

Н.В. Дубровская //Народное хозяйство Республики Коми — научно-

тематический журнал. - Воркута - Сыктывкар - Ухта, 2008 Т. 17. № 2. С.

145-149.

П.Дубровская Н.В. Концептуальный подход к разделению стоков, образующихся на территории СПб ГУПП «Полигон «Красный Бор» / Н.В. Дубровская, Ю.А. Нифонтов, С,В. Сольский, Т.И. Нифонтова, A.B. Козлова // Производственно-технический журнал «Экология и охрана труда». - М, 2008. №6. С. 10-13.

12. Дубровская Н.В. Предложение комплекса инженерно-экологических решений по нормализации экологической обстановки в районе полигона ПТО-3 города Санкт-Петербурга/ Н.В. Дубровская // Производственно-технический журнал «Экология и Охрана труда». - М, 2008. № 10. С 24-29.

13. Дубровская Н.В. Концептуальный подход к разработке методики управления безопасностью конструкций инженерно-экологического защитного экрана / Н.В. Дубровская, Ю.А. Нифонтов // Народное хозяйство Республики Коми. - Воркута - Сыктывкар - Ухта, 2009 Т. 18. № 2. С. 184187.

Тезисы и доклады по материалам конференций

14. Бродская H.A. Взаимодействие морских и фунтовых вод в акватории Невской губы. / H.A. Бродская, Ю.А. Нифонтов, Г.И. Леонова, Н.В. Дубровская / Сборник тезисов VIII международного экологического форума «День Балтийского моря». - СПб: Издательство «Диалог», 2007. -с. 351-353.

15. Бродская H.A. Идентификация источников загрязнения акватории Финского залива с помощью модели рассеивания загрязняющих веществ. / H.A. Бродская, Ю.А. Нифонтов, Н.В. Дубровская, Г.И. Леонова, Д.И. Зыков, М.В. Павлюченко / Сборник тезисов IX международного экологического форума «День Балтийского моря». - СПб: Издательство «Диалог», 2008. - с. 222-223.

ИЦ СПбГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 01.09.2009. Зак. 3831. Тир.ЮО. 1,1 печ. л.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Дубровская, Наталия Владимировна

Введение.

Глава 1. Инженерно-экологическая" оценка территорий перспективных для вторичного освоения.

1.1 Общие положения.

1.2 Анализ инженерно-геологических условий территорий перспективных для ^ ^ вторичного освоения.

1.3-Анализ инженерно-экологических условий территорий перспективных для вторичного освоения.

1.4 Инженерно-экологическая оценка территорий перспективных для вторичного освоения.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Методы н практика снижения техногенной нагрузки и* повышения прочностных характеристнк>грунтов на вторично осваиваемых территориях.

2.1. Методы обеспечения экологической безопасности.

2.2 Методы укрепления слабых оснований.

2.2.1 Методы улучшения свойств рыхлых несвязных горных пород.

2.2.2 Методы улучшения свойств мягких связных горных пород.

2.3. Краткий обзор современных геосинтетических материалов.

2.4. Классификация методов обеспечения инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Обоснование целесообразности локализации загрязнений вторично^ осваиваемых территорий.'.

3.1 Концепция обустройства инженерно-экологического защитного экрана.

3.2 Научное обоснование рациональности и необходимости в обустройстве инженерно-экологического защитного экрана на осваиваемых территориях.

3.2.1. Общие положения.

3.2.2. Алгоритм обоснования оптимального обустройства систем инженерно-экологического защитного экрана.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Разработка методов управления устойчивостью в системе «инженерно-экологический защитный экран — основание» при обустройстве вторично осваиваемых территорий.

4.1 Общие положения.

4.2. Условия и закономерности возникновения синергетического эффекта в конструкции инженерно-экологического защитного экрана.

4.3 Обоснование целесообразности корректировки методики прочностных расчетов при обустройстве инженерно-экологического защитного экрана.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты на вторично осваиваемых территориях.

5. 1. Основные понятия.

5.2. Методические основы применяемого подхода.

5.3. Оценка состояния инженерно-экологического защитного экрана.

Выводы по главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Инженерно-экологическое обоснование локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга"

В последние годы в крупных городах особенно остро встает вопрос о возможности вторичного использования выведенных ранее из хозяйственного оборота территорий. Это связано с тем, что в черте городов, в частности мегаполисов, практически не осталось свободных площадей для нового строительства. Поэтому стало актуальным вовлечение в строительство территорий, которые ранее были заняты промышленными объектами, а также, местами складирования^ загрязняющих веществ. Для них характерен свой' специфический набор отличительных признаков со сложными инженерно-экологическими и инженерно-геологическими условиями — комплексное загрязнение всех компонентов окружающей и, как правило, низкие прочностные характеристики оснований. Это создает реальную опасность прямого контакта человека с загрязняющими веществами, оказывает отрицательное воздействие на все компоненты окружающей природной среды, за счет выноса загрязнений' в атмосферу и их проникновения в почвы и в природные воды, и обуславливает потребность улучшения их прочностных характеристик. Традиционно, такого рода экологическая опасность ликвидируется путем снятия толщи загрязненных грунтов, вывоза и последующего их захоронения на специальных полигонах. Такой метод трудоемок, дорогостоящ и сложен из-за отсутствия' достаточного количества специально обустроенных площадей — полигонов для захоронения вредных веществ.

Более эффективным способом "оздоровления" загрязненных территорий мегаполисов представляется комплекс технологических решений по обустройству инженерно-экологических защитных экранов (ИЭЗЭ), представляющих собой конструкцию из нескольких последовательных систем и (или) элементов систем, в состав которых входят противофильтрационные (геомембраны, обеспечивающие водонепроницаемость), армирующие (георешетки) и дренажные геосинтетические материалы, а так же защитные и подстилающие слои минеральных материалов. Такой способ позволяет обеспечить надежную изоляцию (локализацию), в т.ч., и гидроизоляцию, загрязненных грунтов без вывоза всего объема загрязненных грунтов и значительных материальных затрат. Кроме этого, он может быть успешно применен для укрепления участков дорог, пересекаемых подземными коммуникациями (горячее водоснабжение, теплотрассы^ др.), в целях исключения возникновения провалов, и, имеющих место случаев гибели людей.

Особенностью использования таких конструкций является значительное увеличение их прочностных характеристик над расчетными, что достоверно подтверждается результатами экспериментальных и натурных исследований, свидетельствующих об увеличении общего модуля упругости конструкции, снижении остаточных деформаций и увеличении несущей способности конструкции.

Объяснение столь значительному улучшению технических параметров системы ИЭЗЭ наиболее убедительно может быть дано с позиций возникновения синергетического эффекта, согласованности- взаимодействия отдельных частей (подсистем различной природы) при образовании единой структуры с новыми превосходящими свойствами:

Учет ожидаемого увеличения' прочности и долговечности за счет возникновения синергетического эффекта при- проектировании инженерно-экологических защитных экранов позволит сократить затраты на его обустройство, снизить объемы минерального заполнителя с обеспечением заданных прочностных показателей и долговечности всего сооружения.

Однако обустройство и эксплуатация инженерно-экологического защитного экрана зачастую сопровождаются возникновением различных нарушений, что может привести к авариям с тяжелыми последствиями, выраженными ущербом экономического, экологического и социального- характера. Подобные нарушения могут возникать в результате воздействия следующих факторов:

- недостаточный объем и низкое качество выполненных инженерных изысканий;

- отсутствие полноценной нормативно-правовой и регламентирующей документации;

- неправильная оценка инженерно-геологических, гидрологических, климатических условий строительства;

- ошибки при выборе и обоснованиишроектных решений;

- некачественное производство строительно-монтажных работ;

- низкое качество используемых материалов;

- неправильная эксплуатация сооружения;

- низкая квалификация эксплуатирующего персонала.

Исключение воздействия на систему перечисленных факторов в настоящее время осложняется тем, что пока нет единого комплексного подхода к решению задачи оценки эффективности конструкции инженерно-экологического защитного экрана на всех стадиях жизненного цикла. Нет полноценной нормативно-правовой документации в области эксплуатации обустроенных территорий, ни на федеральном, ни на региональном уровнях и не существует алгоритма, который бы позволил оперативно принимать решения по обеспечению безопасности инженерно-экологического защитного экрана.

Цель исследований заключается в разработке методических походов к инженерно-экологическому обоснованию локализации загрязнений на вторично осваиваемых территориях Санкт-Петербурга.

Основные задачиисследования: анализ инженерно-экологических и инженерно-геологических, условий * территорий перспективных для освоения; анализ и оценка эффективности существующих способов и методов инженерной подготовки для вторичного освоения загрязненных территорий и упрочнения слабых массивов; обоснование количественного значения величины поправочного коэффициента в расчетах прочности инженерно-экологического защитного экрана, возникающего за счет синергетического эффекта; разработка концепции и алгоритма обоснования обустройства инженерно-экологического защитного экрана, на вторично осваиваемых территориях со сложными, инженерно-экологическими и инженерно-геологическими условиями; научное обоснование рациональных систем и конструкций^ инженерно-экологического защитного экрана на вторично осваиваемых территориях на основе численного моделирования пространственных- фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации с количественной оценкой эффективности предлагаемых инженерных решений; разработка методики оценки! эффективности систем инженерно-экологической защиты (с учетом" экологических коэффициентов значимости), которая позволяет контролировать уровень зкологичсской безопасности вторично осваиваемых территорий.

Научная новизнаработы:'

-выполнена, классификация, методов обеспечения экологической безопасности и укрепления слабых оснований, в которой на основе анализа инженерно-экологических и инженерно-геологических условий территорий; мегаполисов^ оценки эффективности существующих методов- обеспечения экологической безопасности и укрепления, слабых оснований, выделены основные группы' методов, обеспечения* инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий. предложена концепция и алгоритм обоснования обустройства инженерно-экологического защитного экрана на осваиваемых территориях со сложными инженерно-геологическими и инженерно-экологическими условиями; позволяющая интегрировать в единый инженерно-экологический комплекс совокупность локальных систем защиты (системы защиты поверхностных вод, защиты подземных вод, защиты атмосферного воздуха, стабилизации осадок конструкции, оптимизации консолидации основания, газоотведения и др.) в зависимости от конкретных условий, сложившихся на территории. впервые, экспериментальными методами получен поправочный коэффициент, вводимый в расчетные зависимости прочности инженерно-экологического защитного экрана, повышающий общий модуль упругости конструкции на 14-36 %, снижающий величины необратимых деформаций- в 1,5-^2,0 раза, и увеличивающий' несущую способность в 2;0-^3,0 раза, что обеспечивается.за счет возникновения синергетического эффекта от комплексного использования геосинтетических и минеральных материалов при его обустройстве. разработана методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты, основанная- на. использовании полученных экспертным путем коэффициентов экологической значимости, и позволяющая выявить отклонения- конструкции на стадии проектирования, строительства и эксплуатации от требований «действующих норм и принятых проектных решений, и позволяющая контролировать уровень экологической безопасности территорий:

Практическая значимость работы: разработаны типовые конструкции инженерно-экологического ' защитного экрана территорий, планируемых к вторичному освоению и характерных для Санкт-Петербурга;

-предложен алгоритм применения г повышающего коэффициента для расчета ожидаемой прочности конструкции» инженерно-экологического защитного- экрана- за счет возникновения синергетического эффекта от совместного использования* геосинтетических материалов и минерального заполнителя; разработана методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Классификация методов-, обеспечения * инженерно-экологической безопасности-вторично осваиваемых территорий:

3. Методика оценки эффективности систем- инженерно-экологической защиты (с учетом социально-экологических коэффициентов значимости), которая» позволяет контролировать уровень экологической безопасности вторично осваиваемых территорий.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались экспериментальные методы (штамповые испытания) для определения прочностных характеристик грунтов, защитных и подстилающих слоев минеральных материалов; методы полевых режимных наблюдений за осадками основания, уровнями^ грунтовых вод, дренажным стоком и др.; методы численного моделирования пространственных фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации, основанные на апробированных математических моделях фильтрации в насыщенных и ненасыщенных средах; методы экспертных оценок; методы статистической обработки результатов экспериментови др.

Достоверность полученных> результатов^ обеспечивается' адекватностью используемых методов- исследования поставленным задачам; репрезентативностью и надежностью экспериментальных результатов, корректным применением современных методов- получения и обработки экспериментальных данных.

Реализация результатов работы

Результаты работы внедрены в проектной практике ООО «НПК Проектводстрой» и строительством на ряде объектов- в городе Санкт-Петербург. Основные выводы и положения диссертационной'работы использованы»в учебном процессе при чтении курса лекций и,ведении семинарских занятий по дисциплине: «Промышленная, экология» и «Теоретические основы защиты, окружающей среды» в Санкт-Петербургском государственном- морском»- техническом университете, а также при- чтении^ лекций; в ОАО1 «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» по- курсу «Эксплуатация* и безопасное обслуживание гидротехнических сооружений. объектов промышленности и энергетики» на курсах повышения, квалификации' специалистов, по требованиям.- письма Ростехнадзора, Россиш от 18; 11.2002. № АС-04-35/647 «Об обучении и аттестации специалистов по эксплуатации ГТС».

Апробация работы

Результаты исследований, докладывались на региональной» научно-технической конференции с международным; участием «Кораблестроительное образование и наука.- 2005», СПбГМТУ (г. Санкт-Петербург, 2005*г.), межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов- Севера: проблемы, и решения» (Воркута, 2006, 2007 гг.), международной научно-практической конференции «Роль мелиорационного водного хозяйства в реализации, национальных проектов» (г. Москва, 2008 г.), научно-практической молодежной конференции "Чистая* вода — здоровье нации" (Санкт-Петербург, 2008 г.), на международном экологическом форуме «День. Балтийского моря» (г. Санкт-Петербург, 2007, 2008, 2009;г.г.), на Невском международном экологическом конгрессе (г. Санкт-Петербург, 2008, 2009 г.г.).

Отдельные этапы результатов исследований, докладывались на заседаниях- кафедры «Экология промышленных зон и акваторий» в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете, секции ученого совета ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» «Основания, грунтовые и подземные сооружения», технических советах ООО «НПК Проектводстрой».

Личныйвклад автора

Автором лично или при его непосредственном участии выполнено: постановка задачи и методическое обеспечение исследований; проведение штамповых испытаний, обустроенных территорий с применением геосинтетических материалов' и без применения геосинтетических материалов динамически нагруженных оснований (дорожного полотна);

-анализ инженерно-экологических и инженерно-геологических условий территорий г. Санкт-Петербурга, в том числе перспективных для вторичного освоения; анализ и оценка эффективности существующих способов и методов обеспечения экологической безопасности вторично осваиваемых территорий и укрепления слабых оснований; разработка классификации методов обеспечения!инженерно-экологической безопасности вторично осваиваемых территорий; научное обоснование целесообразности обустройства инженерно-экологического защитного экрана на осваиваемых территориях на основе численного моделирования пространственных фильтрационных потоков в областях фильтрации сложной конфигурации с количественной оценкой* эффективности предлагаемых инженерных решений (анализ, обобщение и схематизация исходных данных, разработка вариантов моделирования, определение типов и параметров граничных условий, анализ результатов); обоснование условий и закономерностей возникновения, синергетического эффекта в конструкции инженерно-экологического защитного экрана;

-разработка концепции и алгоритма обустройства инженерно-экологического защитного экрана на вторично осваиваемых территориях со сложными инженерно-экологическими и инженерно-геологическими условиями; разработка методики оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 3 в сборниках, рекомендованных ВАК.

Работа выполнялась в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете. Программа исследований по теме диссертации предусматривалась планом НИР университета, и в соответствие с Постановлением Правительства Санкт-Петербурга №37 от 11.07.2002 г. «О перебазировании промышленных предприятий и реабилитации территорий в Санкт-Петербурге».

Автор искренне благодарен научному руководителю д.т.н., профессору Ю.А. Нифонтову, д.т.н., профессору С.В. Сольскому, к.г.н., профессору Н.А. Бродской, доценту, к.т.н. д.б.н., профессору В.Ф. Шуйскому, сотрудникам Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ), сотрудникам лаборатории фильтрационных исследований им. академика Павловского Н.Н. ОАО «ВНИИГ им.

АН. Маковскому.

Б.Е. Веденеева», сотрудникам ООО «НПК Проектводстрой», главному инженеру ООО «Гранд Массар», к.т.н. А.В. Киселеву, начальнику проектно-конструкторского бюро ООО «Гидрокор» С.В. Богданову, и сотрудникам службы эргономики, метрологии и экологии ФГУП ЦМКБ «Алмаз» за плодотворное сотрудничество при выполнении отдельных этапов работы.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений, изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы и 36 рисунков. Список использованных источников состоит из 202 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Дубровская, Наталия Владимировна

Выводы по главе 5

1. На сегодняшний день нормативно-правовые актьт и методические документы в области эксплуатации ИЭЗЭ отсутствует, несмотря на то, что конструкции с применением геосинтетических материалов в России используются с 1996 г. В этой связи безопасная: эксплуатация и достоверная оценка состояния ИЭЗЭ является одной из актуальнейших задач.

2. Предлагаемая методика позволяет в достаточно простой и ясной форме дать сопоставительную оценку возможности повреждения'ИЭЗЭ на основе экспертного анализа всей совокупности факторов с учетом экологических условий, влияющих на надежность и безопасность их работы, выделить элементы сооружения, нуждающиеся в < ремонте.

3. Целесообразность разработки такого регламентирующего документа обусловлена необходимостью учета всех потенциальных опасностей, возникающих при монтаже и эксплуатации ИЭЗЭ, принятия превентивных мер по предотвращению и- мер по своевременному устранению последствий нарушений:

4. Впервые, экспериментальными методами получен поправочный коэффициент, вводимый в расчетные зависимости прочности инженерно-экологического защитного экрана, повышающий общий модуль упругости конструкции на 14-36 %, снижающий величины необратимых его деформаций в 1,5^-2 раза и увеличивающий несущую способность в 2-КЗ раза, что обеспечивается за счет возникновения синергетического эффекта от комплексного использования геосинтетических и минеральных материалов при его обустройстве.

6. Разработан и реализован ряд конструкций инженерно-экологического защитного экрана на осваиваемых территориях со сложными инженерно-экологическими и инженерно-геологическими условиями, обладающих высокой технической надежностью и экологической безопасностью.

7. Разработана методика оценки эффективности систем инженерно-экологической защиты, основанная на использовании полученных экспертным путем показателей состояния сооружения и коэффициентов экологической значимости, и позволяющая выявить отклонения конструкции на стадии проектирования, строительства и эксплуатации от требований действующих норм и принятых проектных решений, позволяющие контролировать уровень экологической безопасности территорий.

- закрытом золошлакоотвале ТЭЦ-2 в Невском районе Санкт-Петербурга (квартал 9 СУН);

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Дубровская, Наталия Владимировна, Санкт-Петербург

1. Абдрахманов Р.Ф. Геохимия экотоксикаитов в подземных водах урбанизированных территорий // Геохимия.- 1996. №6: С,630-636.

2. Абелев М. Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений.— М.: Стройиздат, 1973.

3. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрии.' — М.: ЮНИТИ,1998.

4. Алексеев А.И., Алексеев А.А. Химия воды: Учебное пособие. — В двух книгах. —СПб.: ХИМИЗДАТ, 2007 Кн.1. -с 424.

5. Алексеев А.И., Алексеев А.А. Химия; воды: Учебное пособие. — В.двух книгах. -СПб.: ХИМИЗДАТ, 2007 Кн.2. с. 456.

6. Алексеев М.И., Курганов A.M. Организация отведения поверхностного (дождевого! и талого) стока с урбанизированных территорий // М.: Изд-во АСВ; СПб.: ГАСУ, 2000. С. 352.

7. Ауслендер В.Г. Новое в геологии Санкт-Петербурга // Минерал. 200. №1-4.

8. Бабков В.Ф., Гербурт-Гейбович А.В. Основы- грунтоведеншъ и механики грунтов. —М.: Высшая школа, 1964. С 356, 178 рис.

9. Беллендир Е.Н., Ивашинцов-Д.А., Стефанишшг Д.В:, Финагенов О.М., Шульман С.Г. Вероятностные методы оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений. -СПб.: Изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева». 2003.

10. Болотин В.В: Статистические методы в строительной механике. М.: Стройиздат. 1961.

11. Ваучский Н.П., Кулагин Н.И., Дверницкий Б.Г. и др. НТО по разделу Концепции Генерального плана- развития Санкт-Петербурга: "Комплексное освоение подземного пространства". Этап 1. Современное состояние освоения подземного пространства' Санкт

12. Петербурга и изученность инженерно-геологических условий. СЗ НТЦ "КИППР", Санкт-Петербург, 2003.

13. Векслер А.Б., Ивашинцов Д.А., Стефанишин Д.В. Надежность, социальная и экологическая безопасность гидротехнических объектов: оценка риска и принятие решений. СПб: Изд-во ОАО «ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева». 2002.

14. Венцюлис JI.C., Скорик Ю.И1, Флоринская Т.М1. Система обращения с отходами: принципы организации и оценочные критерии. СПб: Издательство ПИЯФ РАН, 2007. — 207 с.

15. Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006. № 74-ФЗ, принят Государственной Думой РФ 12.04.2006., одобрен Советом Федерации 26.05.2006., введен в действие ФЗ от 03.06.2006. № 73-Ф3 с 1 января 2007 г. на территории РФ.

16. Геологическая карта СССР (Дочетвертичные отложения) масштабом 1:200' 000 // Госгеолтехиздат Министерства геологии и охраны недр СССР, 1960 г.

17. Геологическая карта СССР (Четвертичные отложения) // Госгеолтехиздат Министерства геологии и охраны недр СССР, 1960 г.

18. Геосинтетические и геопластиковые материалы в дорожном строительстве // Обзорная информация. М. Вып. 5".1998.

19. Геосинтетические материалы Tensar в гражданском строительстве. Обзор товаров и области их применения / рекламные материалы компании Tensar — International Limited, Blackburn, 2002, 14 с.

20. Гидрогеология СССР Ленинградская, Псковская, Новгородская область. — М.: Недра, 1967 Т. 3.-е. 327

21. ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

22. Голованов А.И., Сметании В.И., Зимин Ф.М. Рекультивация нарушенных земель. — М: КолосС, 2009 325 с.

23. Горбачев В. В. Концепция современного естествознания. М.: ОНИКС 21 век, Мир и Обозрение, 2003. С. 59-84.

24. Горький А.В. Химическое загрязнение почво-грунтов / А.В. Горький, В.В. Решетов // Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 г. -СПб. 1999.

25. Горянков Ю.А., Колаев Х.Г., Ланидус А.А. Строительство крупных объектов с освоением городских территорий, занятых свалками // Известия Академии промышленной экологии. №1, 1977. 18-19 с.

26. ГОСТ 17.5.1.01-83. Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения.

27. ГОСТ 20276-96. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.

28. ГОСТ 17.5.3.04-83. Земли. Общие требования к рекультивации земель

29. Грацианский М.Н. Инженерная мелиорация. М.: Стройиздат, 1965 - с. 263

30. Далматов Б.И. Исследование деформаций грунтов в основании сооружений / Б.И. Далматов, С.Н. Сотников, Н.М. Дорошкевич и др. // Труды 8-й международной конференции по геотехнике грунтов и фундаментостроению. — М.: Стройиздат, 1973.

31. Даринский А.В. География Ленинграда: Л.: Лениздат, 1982. —с. 190

32. Дашко Р.Э., Норова Л.П1 Техногенная эволюция подземного пространства Санкт-Петербурга: причины и последствия //Записки.горного института. — СПб: СПГГИ Т. 147. С. 71-85.

33. Дашко Р.Э., Норова Л.П., Руденко Е.С. Эволюция геоэкологического состояния подземного пространства Санкт-Петербурга. //Разведка и охрана недр//1998. № 7-8.

34. Дружинин Д.Л., Ванярхо В:Г. Синергетика и методология системных исследований // Методологические проблемы. М:: Наука, 1988. - с.283-303.

35. Единая политика обращения с отходами в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Под ред. С. Г. Инге-Вечтомова, Ю.И. Скорика, Т.М. Флоринской. — СПб.: Санкт-Петербургский научный центр РАН, 2000. с. 154

36. Елохин А.Н. Анализ и управление риском: теория и практика. М.: Полимедиа, 2002. -с. 192

37. Заварзин Л.Г. Слабые грунты на территории Санкт-Петербурга. // Реконструкция городов и геотехническое строительство. — СПб, 2002 Т.2.

38. Зайнуллин Х.Н., Абдрахманов Р.Ф., Савичев Н.А. Утилизация промышленных и бытовых отходов.* Уфа: Уфимский НЦ РАН, 1997. - с. 235

39. Иванов В. С. Синергетика. —М.: Наука, 1992.

40. Иванов Н.Н. и др. Обоснование расчетных параметров для нежестких дорожных покрытий. М.: Дориздат, 1952.

41. Инструкция по назначению конструкций дорожных одежд нежесткого типа ВСН 46 — 60 Минтрансстрой СССР. Автотрансиздат, 1961.

42. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов», утв. Министерством строительства РФ от 02. 11. 96 г.

43. Информация Комитета по природным ресурсам и охране окружающей среды Ленинградской области по состоянию охраны окружающей среды, природопользованию и обеспечению экологической безопасности в Ленинградской области в 2003 году.

44. Подготовлена под рук. Дедова М.А. и Прохорова Б.В. // Сб. «Материалы X международной межотраслевой конференции «Организация системы управления природными ресурсами и повышение эффективности экологической безопасности». СПб., 2004. - 9-179 с.

45. Йосс Ж., Джозеф Д. Элементарная теория устойчивости и бифуркаций.

46. Камбефор А. Инъекция грунтов (принципы и методы). — М.: Энергия, 1976 — с. 333.

47. Кини Р., Райфа X. Принятие решений при многих критериях предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981.

48. Киселев А.В. Диссертация на соискание ученой степени к. т. н. Тема специальная. — СПб.: БИТУ, 1997.

49. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика как новое мировидение: диалог с И. Пригожиным // Вопросы философии. 1992. №12.

50. Количественный учет влияния жизнедеятельности микроорганизмов на физико-механические свойства оглееных пород: Методические указания / В.М. Кнатько, Т.Н. Нижарадзе, Е.А. Пушнова, М;А. Трибулкина. Л.:Изд-во ЛГУ, 1988.

51. Концепция современного естествознания / Под ред. В. Н. Лавриненко. — М.: ЮНИТИ, 2004.-с. 528-581.

52. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. «Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты» — М: Наука, 2004 с. 539.

53. Красулин B.C. Справочник техника-геолога. М.: Недра, 1967 - с. 488

54. Критерии оценки экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия», утв. Министерством природных ресурсов РФ 30 ноября 1992 г.

55. Кругов В.И. Основания и фундаменты на насыпных грунтах. — М.: Стройиздат, 1988.- с. 224

56. Куприянов В.В. Гидрологические аспекты урбанизации. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — с. 181

57. Кутепов Ю., Кутепова Н., Фельдман Г. «Золоотвалы ТЭЦ: инженерно-геологические особенности техногенных отложений». Инженерные изыскания. Экологическая экспертиза, политика и сочи 2014 // Всероссийский научно-аналитический журнал № 5, 2008 г. — с.44-48.

58. Ленинград. Историко-географический атлас. М.: Главное управление геодезии и картографии при совете министров СССР, 1977. - 120 с.

59. Лескова Н. Прогноз развития мировой экономики // Бюллетень иностранной коммерческой информации. 1995. №145

60. Летников Ф.А. Синергетика геологических систем. Новосибирск: Наука, 1992. — 230 с.

61. Литвак Б.Г. Экспертная информация: методы получения и анализа. — М.: Радио и связь, 1982 г.

62. Литвинов И. М. Глубинное укрепление и уплотнение просадочных грунтов. — Киев.: Буднвельник, 1969. — 184 с.

63. Ломакин Е.А., Мироненко В.А. О численном моделировании геофильтрационных процессов // Водные ресурсы. №2, 1982. 53-63 с.

64. Ломакин Е.А., Мироненко В.А., Шестаков В.М. Численное моделирование геофильтрации. М.: Недра, 1988. - 232 с.

65. Ломиве Г. М., Нетушил А. В. Электроосмотическое водопонижение. — М.: Госэнергоиздат, 1958. — 118 с.

66. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. — Л.: Недра, 1970, 528 с.

67. Лопатников Л.И. Экономико-математический словарь. М.:Наука,1987.

68. Лоскутов А.Ю., Михайлов А.С. Введение в синергетику. Уч. руководство. — М.: Наука. 1900.

69. Лукнер Л., Шестаков В.М. Моделирование геофильтрации. М.: Недра, 1976. - 152 е.

70. Львутина Н.В. Повышение прочностных характеристик дорожной одежды геосинтетическими материалами при обустройстве инженерно-экологического защитного экрана / Н.В. Львутина // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения:

71. Труды 4-ой Межрегиональной научно-практической конференции. — Воркута: Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», 2006 Т. 2 с. 544-548.

72. Макаров О.А., Тюменцев И.В., Горленко А.С., Яковлев С.А., Юрьев К.В. Твердые бытовые отходы. Проблемы и решения. // Экология и промышленность России, сентябрь 2000.-41-45 с.

73. Максимова Т.В., Петров Д.С., Шуйский В.Ф., Добрецов В.Б., Львутина Н.В., Нестеренко Е.Г. Некоторые аспекты анализа техногенного экологического риска // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. № 12. С. 128 134.

74. Мариненко Е.Е., Беляева Ю.Л., Комина Г.П. Тенденции развития систем сбора и обработки дренажных вод и метансодержащего газа на полигонах твердых бытовых отходов: отечественный и зарубежный опыт. — СПб.: Недра, 2001. 160 с.

75. Маршалл В. Основные опасности химических производств./ Пер. с англ. — М.: Мир, 1989.-672 с.

76. Материалы сайтов: geosynthetics. га; plastpolymer. га; tensar. Massar. ru; tensar -international, com.

77. Мелиорация и водное хозяйство. 3. Осушение: Справочник / Под ред. Б.С. Маслова. — М.: Агропромиздат, 1985. 447 с.

78. Методические рекомендации по оценке риска аварий гидротехнических сооружений водохранилищ и накопителей промышленных отходов. ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО. М., 2000 — 34 с.

79. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве, N 5174-90, Минздрава СССР, 1990 г.

80. Методические указания № 2.1.7.730-99 от 05.02.1999. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора России, 1999 г.

81. Методические указания по проведению анализа риска аварий гидротехнических сооружений. 2-е издание / Под ред. Е.Н. Беллендира, Н.Я! Никитиной. СПб.: Изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева». 2005.

82. Наймарк А.А. Эволюция геодинамических систем: Хаос или порядок// Геология и разведка. Научно-методический журнал. М., 1998. С. 11-17.

83. Недра России. В 2 т. Т.2. Экология геологической среды»/ Под ред. II.B. Межеловского, А.А. Смыслова; Санкт-Петербург. Горный ин-т. Межрегион, центр по геол. картографии. — СПб. М., 2002. 662 с.

84. Николайчук Е.В., Орищук Р.Н. Реализация концепции системы инженерной защиты на опытно-производственном участке рекультивации территории полигона токсичных отходов «Красный Бор» // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, т.242, СПб, 2003. 185-190 с.

85. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. Введение. — М., 1990.

86. Нифонтов Ю.А., Шувалов Ю.В., Бенин А.А. Явление самоструктурирования при брикетировании углеродсодержащих твердых материалов с активным тонкодисперсным связующим / Научное открытие № 219, РАЕН, МААНО и И, МААНО, per. № 261, 23.12.2002.

87. ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд». Распоряжение Росавтодора от 20.12.2000 г. № ОС-35-Р ОДН от 20.12.2000 г. № 218.046-01.

88. Озерова В.Д. Прогноз распространения загрязняющих веществ в основании намывного золошлакоотвала // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Т. 235.1999. 137-142 с.

89. Отраслевой; дорожный^ методический документ. Рекомендации по применению геосинтетическихv материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог, утв. Распоряжением Минтранса России от 1 августа 2003 г. N ИС-666-р.

90. Охрана, окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности на территории Санкт-Петербурга в 2000 году /под ред. Д.А. Голубева и Н.Д.Сорокина: С.-Пб., 2001 г.

91. Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их воздействие на окружающую среду. Санкт-Петербургский горный институт. СПб, 2000. 230 с.

92. Пертти Форс. Методы рекультивации почв в Финляндии. // Экологическая безопасность Санкт-Петербурга / Материалы конференции «Неделя окружающей среды в Санкт-Петербурге». СПб. 2002. С.206.

93. Пособие по химическому закреплению грунтов * инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83) от 01.02.1985 N 3.02.01-83.

94. Постановление Правительства Российской Федерации № 1404 от 23.11.1996 г. «Положение о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах».

95. Постановление Правительства РФ от 23.02.1994г. № 140 «О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы».

96. Постановление Правительства РФ от 23.08.2000 г. №622 «О государственной службе наблюдения за состоянием окружающей природной среды».

97. Постановление Правительства РФ от 31.03.2003 г. №177 «Об организации и осуществлении государственного мониторинга окружающей среды.

98. Постановление Правительства Санкт-Петербурга № 37 от 11.07.2002 «О перебазировании промышленных предприятий и реабилитации территорий в Санкт-Петербурге».

99. Правила охраны почв в Санкт-Петербурге, Региональный норматив, Приложение к распоряжению мэра — Председателя Правительства Санкт-Петербурга от 30.08.1994 г. № 891-р. — 22 с.

100. Пригожин И. Порядок из хаоса / И. Пригожин, И. Стенгерс. М.: Мир, 1986.127

101. Природообустройство / Под ред. Голованова. — М.: КолосС, 2008.- 552 с.

102. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. — М.: Наука, 1979. — 496 с.

103. Рекомендации по проектированию и строительству противофильтрационных устройств из полимерных рулонных* материалов". ОАО "Всероссийский* научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева", ООО "Гидрокор". С-Пб. 2001г.

104. Решетов В.В. Некоторые особенности радиоэкологических обстановок городских агломераций (г. Санкт-Петербург, Ленингадская область). — С-Пб.: Изд. ВСЕГЕИ, Региональная^геология и металлогения ,1999. №8-9.

105. Ржаницын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. — М.: Стройиздат, 1986.-264 е.: ил. (Надежность и качество).

106. Ржатщыч Б. А. Силикатизация песчаных грунтов. — М.: Машстройиздат, 1949. — 136 с.

107. Савельева Ю.Ю. Обоснование рациональных схем дренирования оснований сооружений с использованием численного моделирования пространственной фильтрации. Автореферат дисс. уч. ст. к.т.н. СПб, 2004 18 с.

108. СанПиН 2.1.7.1287-03 "Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы".

109. Сапотницкий С.А. Использование сульфитных щелоков. — М.: Лесная промышленность, 3 изд., 1981, —283 с.

110. Скорик Ю.И., Быстрова Н.Ю. Факторы, определяющие уровень негативного воздействия захороненных отходов на окружающую среду. // Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон. Сб. трудов РГГМУ. СПб. 2004. - 35 с.

111. Скорик Ю.И., Быстрова Н.Ю., Венцюлис Л.С, Воронов Н.В. Вынос загрязняющих веществ с дренажными стоками полигонов бытовых отходов. // V Международная конференция «Акватерра». Тез. докладов. СПб., 2002. - 77 с.

112. Скорик Ю.И., Быстрова Н.Ю., Венцюлис Л.С., Воронов Н.В. Вынос загрязняющих веществ с дренажными стоками полигонов твердых отходов/ Сб. материалов, 6-я международная конференция «Акватерра», СПб, 11-14 ноября 2003. — 225-226 с.

113. Скорик Ю.И., Викторовский И. В., Петрова В.Н., Пименов А.Н., Венцюлис Л.С. Органические примеси в фильтратных водах бытовых отходов. // V Международная конференция «Акватерра». Тез. докладов. СПб., 2002. - 133 с.

114. Скорик Ю.И., Кириллова Н.И. Механизм влияния бытовых отходов на природную среду. // Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон. Сб. .трудов РГГМУ. СПб. 1999. - 127 с.

115. Скорик Ю.И., Кудрявцева В.А., Венцюлис JI.C., Пименов А.Н., Птушкина М.Н. Содержание тяжелых металлов в фильтратных водах бытовых отходов. // V Международная конференция «Акватерра». Тез. докладов. СПб., 2002. - 132 с.

116. СН 25-64 «Указания по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами».

117. СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

118. СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги».

119. СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территории от затопления и подтопления».

120. Совершенствование методов расчёта и конструирования i дорожных одежд. -М.,СоюздорНИИ, 1986.

121. Соколович В. Е., Губкин В.А., Овчаренко А. Г. Новые способы закрепления грунтов. — Днепропетровск: Проминь, 1975. — 126 с.

122. Соколович В.Е. Химическое закрепление грунтов. — М.: Стройиздат, 1980.-119 е., ил.

123. Сольский С.В. Инженерная защита вод в природно-технических системах на техногеннонагруженных территориях. Автореферат дисс.уч.ст.д.т.н. СПб, 2007 32 с.t

124. Сольский С.В. Методы и практика инженерно-экологической подготовки техногенно-нагруженных территорий // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. СПб: Издательство ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» 2007. Т. 246 - с. 92-106

125. Сольский С.В., Николайчук Е.В. Практика рекультивации золошлакоотвала ТЭЦ-2 в Санкт Петербурге. Материалы международной конференции «Город и геологические опасности» 17-21 апреляЗООб г. Часть 2. СПб., 2006. - 310-316 с.

126. Крым, Коктебель 17-21 сентября 2001 г.— с. 182-186.

127. Сольский С.В:, Самофалов Д.П. Обоснование замкнутых водооборотных систем при обустройстве полигонов твёрдых бытовых отходов.// Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. — СПб: Издательство ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» 2003 Т.242 с. 175-185

128. СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть IV. Правила производства геофизических исследований».

129. Справочник по инженерной геологии. — 3-е изд., перераб. И доп. / под ред. М.В. Чуринова. — М.: Недра, 1981, 325 с.

130. Тихоплов В. Ю., Тихоплов Т. С. Гармония хаоса. СПб.: ИД Весь, 2003. - С. 18-47

131. Токсикологическая химия* / Под ред. проф. Т.В. Плетеновой // Учебник для* Вузов. ГЭОТАР — Медия, 2008. 512 с.

132. Трупак Ц. Г. Специальные способы проведения горных выработок. — М.: Недра, 1976. — 375 с.

133. ТСН 50-302-2004 «Проектирование фундаментов зданий и сооружений в СПб».

134. Технический отчет «Об исследовании плотности- сложения конструктивных слоев искусственного основания». ООО «Гранд-Массар». 2008.

135. Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза. -М.: Наука, 1987.

136. Федеральный Закон «О защите населения* и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 21.12.1994 г. №68-ФЗ.I164: Федеральный Закон «О недрах» от 21.02.1992. № 2395-1-ФЭ (с изменениями на,17 июля 2009 года).

137. Федеральный Закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 N 7-ФЗ (с изменениями на 14 марта 2009 года).

138. Цытович Н.А. Механика грунтов. — М.: Высшая школа, 1983, 288 с.

139. Чем армировать асфальт. Промышленно-строительное обозрение. 2002. № 62.

140. Чижиков И. Б. Гидроизоляция в грунте / Специализированный информационный бюллетень "Строительство" (технологии, материалы, оборудование), ЗАО "Отраслевые ведомости". 2003 № 6. С. 8 9.

141. Чижиков И.А. Укрепление грунта с помощью геокаркаса/ Специализированный информационный бюллетень "Строительство" (технологии, материалы, оборудование), ЗАО "Отраслевые ведомости". 2003 № 2 . С. 14.

142. Эбелинг В.1 Образование структур при необратимых процессах. — М.: Мир, 1979. — 279 с

143. Экологическая обстановка в районах Санкт-Петербурга /под редакцией Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина С.-Пб. 2003.

144. Apostolacis G., Garris B.J. and Orkent D. On Quality, Reer Review and the Achievment of consensus in Probabilistic Risk Analysis. //Nucl. Safety, 1983., v.24, No.6.

145. Bachmat Y., Bear J. The general eguations of hydrodynamie dispersion in» homogeneous, isotropic, porous mediums. J. Geophys. Res., 1964, 69 (12), p. 2561-2567

146. Bouwer H. Infiltration of water into nonuniform soil. // Proc. Amer. Soc. Sivil Engrs, J. Irrigat. and Drain. 1969, vol.95, №95, N.IR4.-p.451-462.

147. Czarnecki K.: Powierzchniowe wzmacniania gruntow zywica mocznikowo-formaldehydowa w budownictwie komunikacyjnyc. Praca doktorska, Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1986.

148. Garbulewski K. Geotechnica srodowiska. Zeszyt 1. Wydawnictwa SGGW. Warszawa 1999.

149. Haken H. Some introductory remarks on synergetics // Internatinal symposium on synergetics. -Berlin, 1984.-P. 1-3.

150. Hardy R., Ripley G., foundation investigation for the Kitimat smelter, "The Engineering Journal", 1954, v. 37, №11.

151. Lehr J.H. Ground water movement. // J. Amer. Water-Works Assos. 1969. vol. 60. №3. -p.281-285

152. Lin A.C., Yeh W.W.-G. Identification of parameters in inhomogenneous aquifer by use of the maximum principle of optimal control and quasi-linearization. Water Resour. Res. 1974. V. 10. № 4.

153. Meyerhof G. G., building on fill with special reference to the settlement of a large factory, "The structural engineer", 1951, v. 29, №11.

154. Milde G., Kerndorf H., Schleyer R., Voigt H.J. Zur Bewertung hydrogeologischer Barrieren — Welche Moglichkeiten bietet der Grosranm Berlin. В.: Wirtschafts Symp., 1990. 27 S.

155. More W. W., Building on made-up ground or filling, Builder, 1949, v. 177, №5560.

156. Papadoopoulos G.T., Laguuros J.C. Programming for Pavlovsky's ground-water problem. // J. Irrigat. And Drain. Div. Proc. Amer. Soc. Civil Engrs. 1968, vol.94, N. IR1. 49-56 p.

157. Prigogine I., Lefever R. Symmetry breaking instabilities in Dissipative systems // J. Chem. Phys. 1968. - P. 1695 - 1700.

158. Ramm Dov, Chazan Dan. A mixed numerical analytical method for groundwater flow simulation. // Water. Resour. Res. 1980, 16, №5. 871-880 p.

159. Shamir U. Y., Harleman D. R. F. Numerical solutions for dispersion in porous mediums. Water Resur. Res. 3 (2), 1967, p. 557-581.

160. Stanislav Pisarczyk. Grunty nasypowe. Wlasciwosci geotechniczne i metody ich badania.Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.

161. Stone H. L., Brian P. L. T. Numerical Solution of convective transport problems. Amer. Inst. Chem. Eng. J., 9 (5), 1963, p. 681-688.

162. T. Jay. International Railway Journal, 2002, № 3, p. 34-35

163. Waston D., Compacted fill eguals natural ground, Engineering News Record, 1945, v. 135, №24

164. World Water Resourses at the beginning of XXI century. Cembrige Press, 2003. - 435 p.

165. Zbigniew Kledynski. Remonty budowli wodnych. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006.

Информация о работе

Дубровская, Наталия Владимировна
кандидата технических наук
Санкт-Петербург, 2009
ВАК 25.00.36

Диссертация

Инженерно-экологическое обоснование локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Инженерно-экологическое обоснование локализации загрязнений вторично осваиваемых участков территории Санкт-Петербурга - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы