CC BY
39К вопросу водоотведения поверхностного стока в населенных пунктах степных и полупустынных зонах (на примере Республика Калмыкия)
да
о
см
<в О!
О Ш
т х
<
т о х
X
Бадрудинова Амина Нажмудиновна,
кандидат технических наук, доцент, кафедра «Строительство» инженерно-технологического факультета, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б. Б. Городовикова», [email protected]
Ясалаев Арслан Александрович
магистрант, кафедра «Строительство» инженерно-технологического факультета, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected],
Шалхаков Николай Олегович
магистрант, кафедра «Строительство» инженерно-технологического факультета, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected]
Кикеев Эренджен Николаевич
магистрант, кафедра «Строительство» инженерно-технологического факультета, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected], [email protected]
Географически Республика Калмыкия расположена в юго-восточной части Европы. На территории республике существует единственная в Европе пустыня, которая занимает ее пятую часть. Сильные ветра, суховеи и пыльные бури, поднимающие с территории пустынь, пагубно влияют на флору и фауну. Почти все поверхностные воды, расположенные на изучаемой территории сильно минерализированы. Подземные воды, расположенные в верхней литосферной зоне соединяясь с поверхностными водами, также переходят в категорию засоленных земель. Целью представленной работы выявление возможности использования поверхностных сточных вод для хозяйственно-питьевого назначения. Для решения поставленной задачи были использованы результаты экспедиционных маршрутов, проведенные сотрудниками и студентами инженерно-технологического факультета, за последние пять лет. В работе использованы результаты ранее изданных трудов по предлагаемой тематике изданные сотрудниками Калмыцкого государственного университета. За основу было принята гипотеза сенергетического подхода к решению равновесия системы и ее взаимосвязь в цепочке вода - здоровье человека - экология. Полученные результаты можно использовать как рекомендации к системе сбора поверхностных вод с вторичной ее очисткой. Предложено использования метода мембранной очистке (обратный осмос) как одного из современных технологических схем.
Ключевые слова: Калмыкия; ветер и суховеи; песок; поверхностные и подземные воды; засоление; мембранная очистка.
Введение. Постановка задачи. Сложные климатические условия территории Республики Калмыкия (РК). Нехватка пресной питьевой воды. Приводит к дефициту водных запасов. Целью поставленной работы оценка возможности использования сточных вод для хозяйственно-питьевого снабжения.
Современные населенные пункты, расположенные на территории РК не оборудованы системой сбора сточных вод. Они в основном стекают в нижние части населенных пунктов, образуя озера. Эти водоемы за счет высоких температур воздуха и усиленных ветровых нагрузок высыхают.
Друга часть сточных вод, с вершин стекая в овражно-балочную систему, в ее нижней части образуют малые реки и озера. Особенно это видно на склонах Ергененской возвышенности. Среднегодовое количество осадко составляет 200 миллилитров в год. Он колеблется в засушливых районах от 90-100 миллилитров в год и до 1000 миллилитров в год на юго-западе Каспийского побережья [10].
В последние годы преподаватели и студенты инженерно-технологического факультета совместно с сотрудниками географического факультета МГУ провели ряд экспедиционных маршрутов по территории ряда районов РК. Например, в Черноземельский район,
(https://youtu.be/O_HbiROOpEM), Октябрьский, Юстинский районы (https://youtu.be/Xh5HgfeyUeY). Эти данные позволили оценить современный процесс эрозии на овражно-балочной системе Ергенинской возвышенности. Как мы отметили выше, сбор воды в малые реки и озера в основном происходит за счет таяния снегов и не частых дождей. В ложбинах, оврагах скапливается снег.
В окрестностях многих населенных пунктов находятся несколько оврагов. Часто места поселения строились в непосредственной близости балок. Примером служит село Троицкое, п. Кет-ченеры и т.д. в Калмыкии.
Природная вода является самым дешевым источником для водохозяйственной деятельности. Поэтому ее рациональное использование является одним из важнейших факторов экономического развития населенных пунктов.
Калмыкия с населением чуть более 300000 чел имеет 3 города. В столице республике г. Элиста проживает третья часть всего населения республики. Тут же расположен основной промышленный и энергетический потенциал [9].
Город расположен в овражной системе, часть оврагов засыпаны строительными отходами и на их месте построены гражданские здания и сооружения, например, 1,3,4 микрорайоны г.Элиста.
Система водотоков в основном естественного происхождения (ручьи), только в нескольких населенных пунктах и в г.Элиста построены искусственные водотоки в виде лотков, канав, коллекторов, каналов.
Стоки в основном поверхностного характера, но есть варианты проявления грунтовых стоков.
Обзор литературных источников. Проведен литературный и Интернет анализ изданий посвященной данной тематике работ.
В работе использованы материалы работ, как самих авторов так и общие теоретические и практические работы по принятой тематике.
Первая часть работ это исследования по климату как теоретического так практического характера региона, это работы Берга Л.С. [2]. Работа сотрудников Калмыцкого университета по анализу климатических особенностей региона [19].
Учтены и использованы результаты исследований инженерно-геологическому районированию территории РК [20].
Особо были уделены внимания и учтены работы по поверхностным подземным водам и их качеству на территории Калмыкии [11,13,15,17,18,21]. Работы по особенностям недропользования, связи качества воды с национальной кухней калмыком и ее влияние на здоровье человека. Использованы данные, которые получены в результате исследовании проблем водоснабжения в степной республики [10,12,14]. Учтены современные данные по состоянию родников и колодцев на территории РК [16].
Работы Алексеева М.И. и других об организации поверхностного стока с урабанизированных территории, Ветошкина А.Г. по инженерной защите справочники по водоотведению, помогли в оценке вопроса по водоотведению поверхностного стока [1,3,4,8].
В республики разные министерства и ведомства, занимающие вопросами водоснабжения, экологии и статистике ежегодно выпускают доклады, отчеты. Эти данные позволяет оценить современное состояние эколого-экономического характера в регионе [5,6,9]. При оценки овражно-балочной системы и ее влияние на стоки за основу была принята работа, изданная по редакцией Чалова Р.С. «Овражная эрозия» [7].
Методика исследований и современное состояние исследуемой территории. Данные наблюдений за водными объектами в Калмыкии. За осно-
ву принята система городского водоотведения, описанная в работе Пугачева Е.А. [8]. В этой работе представлены среднестатистические параметры по водоотведению сточных вод за последние 10-15 лет. Особенно надо отметить это при строительстве и интенсивном освоение городских площадей.
Использованная вода в быту это сточные хозяйственно бытовые воды, которая содержат органические и минеральные загрязнения различной степени дисперсности. Это в основном коллоидные соединения с разными по размеру параметрами. Опасным является бактериальное загрязнение. Все эти воды с санитарной точки зрения требуют ее полной биологической очистки. Средняя норма водоотведения хозяйственно бытовых сточных вод колеблется от 200 до 400 л/чел в сутки при общем коэффициенте неравномерности 1,2-2,0 и в последние годы он имеет тенденцию к сокращению.
В промышленности вода используется в различных технологических процессах как универсальный растворитель, а также как хладагрегат в системе охлаждения. Производственные сточные воды содержат разнообразные компоненты сырья и продуктов переработки. Часто все это переходит в промышленный сток воды. Количество и ее содержание в разных точках населенного пункта может отличаться по нескольким параметрам. В случае сбора их в один коллектор по очистке, происходит смешивания. При варианте использования индивидуальных очистных сооружений по водоочистке сточных вод параметры по загрязнению в целом в населенном пункте снижается в разы.
В целом расходы производственных сточных вод в населенных пунктах составляют 20-25% и до 30% от расходов хозяйственно бытовых стоков.
Номенклатура веществ встречающие в промышленных стоках в городах с развитой промышленностью может достигать сотен наименований. Для большинства из них установлены нормы по предельно допустимым концентрация (ПДК).
Как правило, промышленные стоки в основном развиты на территории промышленных секторов, а хозяйственно бытовые на территории спальных районов, микрорайонов.
Кроме хозяйственно бытовых и промышленных сточных вод на территории населенных пунктов образуются стоки в результате выпадения на землю атмосферных осадков. В частности по территории республики количество выпадения осадков различны. Как мы ответили, выше наибольший градиент выпадение осадков относится к побережью Каспийского моря, примерно 30-40 км от шельфовой зоны.
Другим «очагом» частых атмосферных осадков является Ергенинская возвышенность. Тут надо
х
X
о
го А с.
X
го т
о
ю 6
м о
да
о
см
<в О!
О Ш
т х
<
т о х
X
отметить продуваемость овражно-балочной системы которая не позволяет выпасть необходимому количеству осадков. В основном тенденция выпадения варьируется от южных границ возвышенности к северу. На границе Калмыкии и Волгоградской области частота выпадения осадков больше. Чуть меньше дождей наблюдается на границе Калмыкии с Ростовской областью. В районе этих ареалов выпадения осадков расположены многие истоки малых рек в Калмыкии. В нижней ее части, образуются пруды и озера. В летнее время более половина поверхностных вод на этих территориях испаряется. Они часто используются в хозяйственно-питьевом водоснабжения населенных пунктов расположенных в непосредственной близости от водных объектов.
Сеть овражно-балочной системы также положительно влияет на сбор поверхностных вод.
За основу методики исследования был принят натуральные исследования, проводимые сотрудниками университета в период прохождения различных экспедиционных маршрутов, как общего характера, так и точечных локальных исследований. В результате этих работ были взяты пробы воды, как с поверхностных источников, так и с родников и колодцев. Тут надо отметить, что на территории Калмыкии по предварительным данным насчитывается более 2000 колодцев. Инвентаризацию их не кто не проводил. Если в 70 годах прошлого века работы по поиску пресной воды проводились, централизовано гидрогеологическими экспедициями, то на современном этапе такие работы не проводятся. Есть малые частные фирмы, занимающие локальным поиском пресной воды. Скважины, пробуренные ими, имеют не большую глубину залегания, до 50-70 м. Часто в процессе бурения скважин буровики попадают на линзы подземных вод, которые сильно минерализированы.
Наблюдая за скважинами пробуренные и обнаруженные с пресной водой, или вполне пригодной для хозяйственно питьевого водоснабжения в течение 1-2 лет мы заметили, что они часто переходят в ранг засоленных, и их дебит падает в разы.
Большая часть населенных пунктов в республике не имеют централизованных систем сбора воды. Населенные пункты, через которые проходят автотрассы как местного, так и федерального значения имеют канавы сбора дождевой воды.
В некоторых районных центрах, например п. Яшкуль присутствует система сбора дождевой воды. Но они находятся в плачевном состояние, нет финансов. Мусор и т.д. стекая с дождевыми потоками, засоряют канализацию. Часто наблюдаются факты розлива воды с канализационных колодцев.
На основание выше сказанного можно резюмировать, что основным фактором является фактор финансирования системы канализации. По
данным программ развития малых населенных пунктов, эти работы не включены.
Обсуждение и результаты. На месте розлива из скважин часто появляются эрозионные площадки, приводящие к засолению подземных вод. В некоторых малых населенных пунктах используют мини очистные установки. В качестве примера такая установка для очистки воды расположенная в п. Адык, Черноземельского района. Воду из канала завозят водовозами в поселок. Очищенную воду за символическую плату раздуют местному населению.
По территории республики находятся более 500 родников, часть из которых «работают» не равномерно. Например, в летние времена в родниках резко падает дебит воды.
Заключения. На основание выше сказанного, можно констатировать, что система водоотведе-ния в республике работает только в крупных населенных пунктах, это районные центр и города республики.
Качество, пригодность системы канализационного стока и т.д. также разняться. Наиболее благоприятная ситуация наблюдается в столице республике г.Элиста. Многие населенные пункты в период перестройки пришили в негодность. Часть канализации существующая была пущена на металлом. Например, в п. Улан-Эрге Яшкульского района существовал водопровод. Стоки воды происходили по системе канав.
Для поднятия вопроса и решения система сбора нужны дополнительные финансовые вливания. Также на рассмотреть вопрос о использования малых очистных установок для опреснения собранной воды.
Литература
1. Алексеев М.И., Курганов А.М. Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий: Уч.Пособие. - М.: Издательство АСВ: СПб.: СПбГАСУ. - 2000. - 352 с.
2. Берг Л. С. Климат и жизнь. Госиздат, М., 1922. - 196 с.
3. Ветошкин А.Г. Инженерная защита водной среды: Учебное пособие. - СПб.: Издательство «Лань», 2014. - 416 с. Ил. - (Учебник для вузов. Специальная литература).
4. Водоснабжение. Водоотведение. Оборудование и технологии. [справочник]. - Москва: Стройинформ, 2007. - 456 с.: ил. Агентство С1Р РГБ
5. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Республике Калмыкия за 2013 год». Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Калмыкия. Элиста, 2014 - 164 с.
6. Доклад об экологическом и социальном положении Республики Калмыкия (январь - декабрь 2013 года). Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Республике Калмыкия, Элиста, 2014. - 80 с.
7. Овражная эрозия / под ред. Р.С. Чалова. -М.: Изд-во МГУ, 1989. - 168 с.
8. Пугачев Е.А. Водоотведение поверхностного стока современных мегаполисов: Монография. - М.: Издательство АСВ, 2013. - 96 с.
9. Республика Калмыкия. Статистический ежегодник. 2015: Стат.сб./Калмыкиястат. - Элиста, 2015 - 302 с.
10.Сангаджиев М.М. Особенности недропользования на территории Республики Калмыкия [текст] / М.М. Сангаджиев. - Элиста. Изд-во Калм.ун-та, 2015. - 144 с.: ил.
11.Сангаджиев М.М., Бадрудинова А.Н., Эрд-ниев О.В., Арашаев А.В. Фактор качества воды водных объектов Калмыкии и здоровье населения республики. // Сборник: Геология, география и глобальная энергия. 2016. №2 (61).- С. 70-76.
12.Сангаджиев М.М., Берикова Б.В., Инджиева Б.М. Геолого-экологический фактор: калмыцкая национальная кухня и ее влияние на здоровье человека // Перспективы науки № 12 (63) 2014 -С.185 - 190.
13.Сангаджиев М.М., Онкаев В.А. Вода Калмыкии - экология и современное состояние // Вестник Калмыцкого университета. 3 (15)/ 2012, - С. 18-26.
14.Сангаджиев М.М., Онкаев В.А. Проблемы водоснабжения Республики Калмыкия. // Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий [текст]: Материалы VI Международной научно-практической конференции. 23-24 мая 2013 г, г. Астрахань/сост. Т.В.Дымова. - Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2013. - С. 40-44.
15.Сангаджиев М.М., Онкаев В.А., Муджиков Н.Л. Экология и современное состояние вод Западной части Калмыкии (на примере Яшалтинско-го района). // Экология России: на пути к инновациям [текст]: межвузовский сборник научных трудов / сост. Т.В. Димова. - Астрахань: Издательство Нижневолжского экоцентра, Вып.7. 2013. - С. 166-172.
16.Сангаджиев М.М., Онкаев В.А., Онкаев А.В. Родники и колодцы - современная геолого-экологическая оценка состояния на территории Республики Калмыкия // Международный научно-исследовательский журнал «Успехи современной науки». № 8, Том 2, 2016.- С. 163-169
17.Сангаджиев М.М., Онкаев В.А., Халгаева Б.В. Экология и современное состояние Вод Калмыкии. // Экология России: на пути к инновации [текст]: межвузовский сборник научных трудов/ сост. Н.В.Качалина. - Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, Вып. 6. 2012. - С. 179-186.
18.Сангаджиев М.М., Эрдниев О.В., Бадрудинова А.Н., Арашаев А.В. Фактор качества воды водных объектов Калмыкии и здоровье населения Республики Калмыкия // Геология, география и глобальная энергия. - 2016. - № 2 (61). Астраханский государственный университет. Издательский дом «Астраханский университет» - С. 70-76
19.Сангаджиев М.М., Эрдниева Г.Е., Эрдниев
0.В., Лиджиева Н.С., Манджиева А.И. Анализ климатических особенностей в Республике Калмыкия, Россия. // Open science 2.0: collection of scientific articles. Vol.3. Raleigh, North Carolina, USA: Open Science Publishing, 2017. - pp. 98-106.
20.Харченко В.М., Дорджиев А.Г., Сангаджиев М.М., Дорджиев А.А. Инженерно-геологическое районирование территории Калмыкии [текст] / В.М. Харченко, А.Г. Дорджиев, М.М. Сангаджиев, А.А. Дорджиев. - Элиста: Изд-во Калм. Ун-та, 2012. - 211 с.
21.Sangadzhiev M. M., Onkaev V. A., Badrudinova A. N., Gerrnasheva Y. S., Onkaev A. V. Water Resources of Kalmykia: the Contemporary Aspect. // Journal of Environmental Management and Tourism, Volume VIII, Issue 5 (21) Fall 2017, edited by ASERS Publishing. - pp. 1024-1033.
On the question of water response to surface drain in human resources of steppe and semi-ducted zones (on the example of the Republic of Kalmykia) Badrudinova A.N., Yasalaev A.A., Shalkhakov N.O., Kikeev
E.N., Savenko I.V. Kalmyk State University. B. B. Gorodovikova Geographically, the Republic of Kalmykia is located in the southeastern part of Europe. On the territory of the republic there is the only desert in Europe, which occupies its fifth part. Strong winds, dry winds and dust storms, raising from the territory of the desert, adversely affect the flora and fauna. Almost all surface waters located in the study area are highly mineralized. Groundwater, located in the upper lithospheric zone, combining with surface waters, also goes into the category of saline lands. The purpose of the presented work is to identify the possibility of using surface wastewater for household and drinking purposes. For the solution of the task, the results of the expedition routes, conducted by the staff and students of the Faculty of Engineering and Technology, were used over the past five years. The paper uses the results of previously published works on the proposed topics published by the staff of Kalmyk State University. The hypothesis of a synergetic approach to solving the system equilibrium and its interrelation in the chain water - human health - ecology was taken as the basis. The results can be used as recommendations to the system for collecting surface water with its secondary treatment. The proposed use of the method of membrane cleaning (reverse osmosis) as one of the modern technological schemes. Key words: Kalmykia; wind and dry winds; sand; surface and
groundwater; salinization; membrane cleaning. References
1. Alekseev M.I., Kurganov A.M. The organization of the discharge
of surface (rain and thawed) runoff from urbanized areas: Uch.Posobie. - M .: Publishing House DIA: SPb .: SPbGASU. -2000. - 352 s.
2. Berg L. S. Climate and life. State Publishing House, Moscow,
1922. - 196 p.
3. Vetoshkin A.G. Engineering protection of the aquatic environment: Tutorial. - SPb .: Lan publishing house, 2014. -416 p. Il - (Textbook for universities. Special literature).
X X О го А С.
X
го m
о
ю 6
м о
to
4. Water supply. Drainage. Equipment and technology. [directory].
- Moscow: Stroyinform, 2007. - 456 pp., Ill. Agency CIP RSL
5. State report "On the state of sanitary and epidemiological well-
being of the population in the Republic of Kalmykia for 2013". Office of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare in the Republic of Kalmykia. Elista, 2014 - 164 s.
6. Report on the environmental and social situation of the Republic
of Kalmykia (January - December 2013). Territorial body of the Federal State Statistics Service for the Republic of Kalmykia, Elista, 2014. - 80 p.
7. Gully erosion / ed. R.S. Chalov. - M .: Publishing House of
Moscow State University, 1989. - 168 p.
8. Pugachev E.A. Drainage of surface runoff of modern megacities: Monograph. - M .: Publishing house DIA, 2013. -96 p.
9. Republic of Kalmykia. Statistical Yearbook. 2015: Stat.sb./Kalmykiyastat. - Elista, 2015 - 302 p.
10. Sangadzhiev M.M. Features of subsoil use in the Republic of Kalmykia [text] / MM. Sangadzhiev. - Elista. Publishing house Kalm.un-ta, 2015. - 144 pp., Ill.
11. Sangadzhiev M.M., Badrudinova A.N., Erdniev O.V., Arashaev A.V. The water quality factor of water bodies of Kalmykia and the health of the population of the republic. // Collection: Geology, Geography and Global Energy. 2016. №2 (61) .- p. 70-76.
12. Sangadzhiev M.M., Berikova B.V., Indzhieva B.M. Geological and environmental factor: the Kalmyk national cuisine and its impact on human health // Prospects of science № 12 (63) 2014 - P.185 - 190.
13. Sangadzhiev M.M., Onkaev V.A. Kalmykia Water - Ecology and Modern State // Bulletin of Kalmyk University. 3 (15) / 2012, - p. 18-26.
14. Sangadzhiev M.M., Onkaev V.A. Problems of water supply of the Republic of Kalmykia. // Ecological problems of natural and urbanized areas [text]: Materials of the VI International Scientific and Practical Conference. May 23-24, 2013, Astrakhan / comp. TV Dymova. - Astrakhan: Publisher: Sorokin Roman Vasilyevich, 2013. - p. 40-44.
15. Sangadzhiev MM, Onkaev V.A., Mudzhikov N.L. Ecology and current state of the waters of the Western part of Kalmykia (on the example of the Yashaltinsky district). // Ecology of Russia: on the way to innovations [text]: intercollegiate collection of scientific works / comp. T.V. Dimov. - Astrakhan: Publishing house of the Lower Volga ecocenter, Vol.7. 2013. - p. 166172.
16. Sangadzhiev MM, Onkaev V.A., Onkaev A.V. Springs and wells - modern geological and environmental assessment of the state of the Republic of Kalmykia // International research magazine "Advances of modern science." Number 8, Volume 2, 2016.- P. 163-169
17. Sangadzhiev MM, Onkaev V.A., Halgaeva B.V. Ecology and modern state of the waters of Kalmykia. // Ecology of Russia: on the way to innovation [text]: interuniversity collection of scientific papers / comp. N.V.Kachalina. - Astrakhan: Publisher: Sorokin Roman Vasilyevich, Vol. 6. 2012. - p. 179186.
18. Sangadzhiev M.M., Erdniev O.V., Badrudinova A.N., Arashaev A.V. The water quality factor of the water bodies of Kalmykia and the health of the population of the Republic of Kalmykia // Geology, geography and global energy. - 2016. - № 2 (61). Astrakhan State University. Publishing House "Astrakhan University" - p. 70-76
19. Sangadzhiev M.M., Erdnieva G.E., Erdniev O.V., Lidzhieva N.S., Mandzhieva A.I. Analysis of climatic features in the Republic of Kalmykia, Russia. // Open science 2.0: collection of scientific articles. Vol.3. Raleigh, North Carolina, USA: Open Science Publishing, 2017. - pp. 98-106.
20. Kharchenko V.M., Dordzhiev A.G., Sangadzhiev M.M., Dordzhiev A.A. Geotechnical zoning of the territory of Kalmykia [text] / V.M. Kharchenko, A.G. Dordzhiev, M.M. Sangadzhiev, A.A. Dordzhiev. - Elista: Publishing house Kalm. University, 2012. - 211 p.
21. Sangadzhiev M.M., Onkaev V.A., Badrudinova A.N., Gerrnasheva Y.S., Onkaev A.V. Kalmykia Water Resources: The Contemporary Aspect. // Journal of Environmental Management and Tourism, Volume VIII, Issue 5 (21) Fall 2017, edited by ASERS Publishing. - pp. 1024-1033.
a>
o
CS
to
Ol
O HI
m
X
3
<
m
o
X X
