CC BY
170
Литература:
1. Киселев П.Г. Гидравлика. Основы механики жидкости. М.: «Энергия», 1980.
2. Прандтль Л. Результаты работ последнего времени по изучению турбулентности. Сб. Проблемы турбулентности. М-Л-: ОНТИ НКТП СССР, 1936.
3. Карман Т. Об устойчивости ламинарного потока и теория турбулентного движения. Сб. Проблемы турбулентности. М-Л-: ОНТИ НКТП СССР, 1936.
4. Байков В.Н., Боровков В.С., Брянская Ю.В. Условия динамического подобия равномерных широких открытых потоков. «Вестник МГСУ» №1, 2008.
5. Никурадзе И. Закономерности турбулентного движения в гладких трубах. Сб. Проблемы турбулентности. М-Л-: ОНТИ НКТП СССР, 1936.
6. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: «Недра», 1970.
7. W. Warmeubergang Forschungsheft. N455, 1956.
8. Богомолов А.И., Боровков В.С., Майрановский Ф.Г. Высокоскоростные потоки со свободной поверхностью. М. : Стройиздат, 1979.
Боровков В. С., Маркова И.М., Емельянов М.В. Московский государственный строительный университет
МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕННЫХ РЕЧНЫХ РУСЕЛ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММЫ УЛУЧШЕНИЯ ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
Очистка загрязнённых речных русел на урбанизированных территориях Российской Федерации является сложной задачей, практическое решение которой требует глубокого и всестороннего обследования водотока на участках значительной протяжённости, примыкающих к центрам урбанизации. В рамках данного обследования весьма важными являются те, которые позволяют оценить экологическое состояние водотока и необходимость очистки его русла, так и те из них, которые позволяют определить необходимые объёмы работ.
Фактические данные по современному состоянию водных объектов, полученные на основании такого обследования, должны быть подвергнуты всестороннему и тщательному анализу с целью выявления основных факторов, создающих экологическую угрозу для водотока. Эти факторы связаны не только с водотоком непосредственно, с его жидким и твёрдым стоком, но также с ситуацией на водосборной площади. Состояние водосборной площади, характер её использования, роль и значимость центра урбанизации в составе водосборной площади являются важными обстоятельствами, которые необходимо учитывать при решении проблемы очистки загрязнённых речных русел. Эффективность очистки речного русла, сохранение на возможно долгий срок достигнутых положительных эффектов очистки связаны и необходимостью осуществления комплекса мероприятий в пределах центра урбанизации.
Загрязнённость поверхностного стока, поступающего в водоток с урбанизированной территории, в значительной мере зависит от загрязненности атмо-
сферных осадков, которая, в свою, очередь зависит от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от промышленных предприятий и автотранспорта, рассматриваемых центров урбанизации. Таким образом, проблема очистки загрязнённых речных русел должна включать осуществление системы мероприятий по снижению загрязнённости воздушного бассейна над рассматриваемой территории, а также в граничащих с ней регионах.
Приведённые выше соображения необходимо принимать во внимание при разработке структурной схемы программы очистки загрязнённых речных русел. Следует отметить, что очистка загрязнённых речных русел должна предусматриваться, там, где это необходимо, как элемент в составе генеральной схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов водных объектов. Только в этом случае данное мероприятие будет скоординировано со всеми другими мероприятиями по водотоку и даёт наибольший положительный эффект при наименьших капитальных вложениях и материальных затратах.
Учитывая нарастающие темпы урбанизации территорий Российской Федерации, при разработке и осуществлении программы очистки загрязнённых речных русел необходим обоснованный подход к определению очерёдности очистки водных объектов. При решении вопроса очередности следует учитывать достижения наилучших экологических и социальных эффектов. Первоочередная очистка водотоков должна производиться на территориях, с наиболее напряжённой экологической обстановкой и наибольшей плотностью населения. В качестве таких территорий, требующих первоочередного решения проблемы очистки, предлагается использовать областные центры и столицы автономий РФ.
При очистке загрязнённых речных русел важным обстоятельством является утилизация, либо захоронение сильно загрязнённых донных отложений. Исследования, выполненные в МГСУ [1,2,,3,4], показали, что содержание вредных соединений и веществ, в том числе, тяжёлых металлов, в десятки и сотни раз превышает ПДК для воды. По этой причине утилизация загрязнённых илов в сельскохозяйственном производстве маловероятна, их сжигание приведёт к попаданию в атмосферу большого количества вредных веществ, а захоронение требует выполнения дополнительных объёмов работ, соблюдения санитарно-технических норм и надёжной технологии.
Проблема захоронения изъятых из русел сильно загрязнённых грунтов тесно соприкасается с проблемой качества подземных вод, используемых, в том числе для питьевого водоснабжения и являющихся существенным ресурсом водного питания для открытых водотоков.
При разработке программы очистки загрязнённых речных русел должна быть обоснована и чётко сформулирована целевая задача этого мероприятия, причём, очевидно, что выдвигать в качестве конечной цели такого мероприятия возврат водотока к естественному чистому состоянию было бы нереальным и по сути неверным при том наборе и мощности антропогенных факторов, кото-
ВЕСТНИК _МГСУ
рые воздействуют на водоток в пределах урбанизированных территории. Глубокий анализ этих факторов выполнен в МГСУ[5].
С учётом приведённых соображений программа очистки загрязнённых речных русел должна предусматривать поэтапное выполнение работ.
Целевая задача Проекта, как предварительного этапа реализации Программы, заключается в определении экологический и социальной значимости Программы очистки загрязнённых рек РФ, оценка влияния загрязнённых русловых отложений на экологию водотоков, разработка структуры программы и обоснование состава, входящих в неё блоков, выделение этапов реализации Программы, предварительная оценка объектов капитальных затрат и материальных ресурсов, а также качественный состав исполнителей и возможные сроки выполнения работ. Выполненные в рамках Проекта исследования позволят получить конкретные ответы по целевым задачам Проекта.
На этапе работ необходимо выполнение исследование русловых процессов на водотоках в пределах урбанизированных территорий. Русловые процессы играют ключевую роль в процессах самоочищения водотоков, что позволит поставить задачу разработки альтернативных методов самоочищения водотоков, сокращающих работы по очистке русел.
ПРОГРАММА
очистки загрязненных рек на урбанизированных территориях Российской Федерации
(поэтапная схема реализации)
Проект: Научно-экологическое обоснование проблемы очистки загрязненных русел рек на урбанизированных территориях Российской Федерации.
Целевая задача про- Определение экологического значения екта: проблемы. Разработка структуры основ-
ных блоков Программы и этапов ее реализации
I этап: Сбор и анализ информации по современному экологическому состоянию и использованию водных объектов, водосборных площадей и воздушного бассейна на урбанизированных территориях РФ
Целевая задача I Выявление главных факторов, опреде-этапа: ляющих загрязнение водных объектов на
урбанизированных территориях.
ВЕСТНИК
Спецвыпуск 2/2009
II этап Разработка научно-методических основ и объ-
ективных критериев необходимости очистки загрязненных русел. Выполнение целевой программы научных исследований
Целевая задача II Разработка объективных критериев необ-этапа ходимости очистки русел, обоснование
очередности очистки по группам водотоков.
III этап Проектные проработки по очистке загрязнен-
ных русел (стадия ТЭО). Осуществление комплекса инженерно-экологических изысканий на водотоках, подлежащих очистке.
Целевая задача III Определение объема, состава стоимости тапа и материальных затрат на очистку за-
грязненных объектов.
IV этап Проектные проработки по очистке загрязнен-
ных русел (рабочее проектирование) и по мероприятиям в бассейне (стадия ТЭО). Выполнение научных исследований по технологии очистки, утилизации и захоронению загрязненных грунтов.
Целевая задача IV Разработка рабочих проектов по водным этапа объектам, технологии очистки и опреде-
ление мероприятий на водосборных площадях и в воздушном бассейне
V этап Выполнение работ по очистке загрязненных
речных русел на урбанизированных территориях РФ. Осуществление комплекса инженерно-экологических мероприятий на водосборных площадях и в воздушном бассейне
Целевая задача V Улучшение экологического состояния этапа водотоков
Предлагаемой поэтапной схемой реализации Программы очистки загрязнённых рек на урбанизированных территориях РФ предусматривается реализация Программы последовательно, в пять этапов в первую, очередь для наиболее загрязнённых водотоков и притом наиболее важных в хозяйственном, социальном и экологическом отношении.
На первом этапе выполнения Программы производится сбор и анализ информации по современному экологическому состоянию и использованию непосредственно водных объектов, водосборных площадей и воздушного бассейна на урбанизированных территориях РФ.
Учитывая большие объёмы и разнообразность информации, которая должна быть собрана и проанализирована на первом этапе реализации Программы к выполнению этого этапа должны быть привлечены следующие организации:
1. Местные администрации, осуществляющие свою деятельность на урбанизированных территориях в пределах водосборных площадей водотока, планируемого к очистке, и его притоков.
2. Водохозяйственное бассейновое объединение, которому подведомствен данный бассейн, данный водоток.
3. Организация Гидрометеослужбы, осуществляющая контроль на территории бассейна.
4. Организации санитарно-эпидемиологической службы, осуществляющие контроль за состоянием воды, воздуха и почв бассейна.
5. Службы, использующие водоток в хозяйственных целях (отбора воды, водоотведения, судоходства, рекреации населения).
6. Местные проектные организации, осуществляющие деятельность на урбанизированной территории и на водосборной площади.
7. Научно-исследовательские организации для анализа полученных данных по водному объекту и его притокам, водосборным площадям и воздушному бассейну.
Работа организаций, осуществляющих мероприятия в рамках Программы должна координироваться, обеспечиваться финансированием и правом доступа к любым источникам информации.
Срок выполнения I этапа работ по Программе будет зависеть от числа принятых к первоочередному рассмотрению водных объектов, их протяжённости, размеров водосборных площадей и характеристик центров урбанизации с одной стороны и числом и возможностями организаций, привлекаемых к выполнению работ по первому этапу Программы. Учитывая остроту экологической ситуации в промышленно развитых регионах, следует планировать выполнение I этапа работ по каждой группе водотоков не более, чем за 1,5 -2 года. При этом следует учитывать, что, разворачивая осуществление Программы, следовало бы отработать систему воздействия её элементов на одном-двух водотоках Центрального региона, например, р. Москве и р. Клязьме, где вопрос очистки русел давно назрел и кажется очевидным.
Таким образом, на основании выполнения I этапа Программы для группы водотоков, намеченных к очистке, будут выявлены главные факторы, определяющие их загрязнение. Представляется очевидным, что очистка русла не может являться отдельно реализуемым мероприятием. Для того, чтобы очистка русла дала положительный эффект, который сохранится на длительное время, этому мероприятию должно предшествовать осуществление системы мер, резко снижающих поступление загрязнений в водоток.
Литература
1. Маркова И.М, Бажина Е.В. Очистка русел малых рек г. Москвы от загрязненных донных отложений // Проекты развития инфраструктуры города. Вып. 4. Комплексные программы и инженерные решения в области экологии городской среды. Сборник научных трудов.- Москва: Изд-во Прима-Пресс-М,
2004, С 170-174.
2. Маркова И.М. Геоэкология и очистка загрязненных речных русел //Строительство - формирование среды жизнедеятельности: Материалы второй международной (VII традиционной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов. Секция 2. Окружающая среда и системы жизнеобеспечения - Москва: Изд-во МГСУ, 2004.
3. Маркова И.М., Бажина Е.В. Гидроморфометрические характеристики малых водотоков на территории г. Москвы // Проекты развития инфраструктуры города. Вып. 4. Комплексные программы и инженерные решения в области экологии городской среды. Сборник научных трудов.- Москва: Изд-во Прима-Пресс-М, 2004, С 167-169.
4. Маркова И.М., Боровков В.С. Характеристики русловых отложений и геоэкология водотоков на урбанизированной территории // Строительство -формирование среды жизнедеятельности: Материалы третьей международной (VIII традиционной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов. Секция 2. Окружающая среда и системы жизнеобеспечения. - Москва: Изд-во МГСУ, 2005.
5. Маркова И.М. Внутрирусловые геоэкологические процессы в водотоках на урбанизированных территориях. Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. МГСУ,
2005.
Баяраа Уранзаяа к.т.н. докторант, Орехов Г.В. к.т.н. профессор, Беликов В.В. д. т. н. профессор
МЕТОДЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЭРАЦИИ ОТКРЫТЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
В городах и рекреационных зонах Российской Федерации сосредоточены многие тысячи водных систем и объектов, требующих очистки, ремонта и соответствующего эксплуатационного режима.
В особо тяжелых условиях в этом отношении находятся водные системы, расположенные на территориях городов и промышленных комплексов. В связи с высокой антропогенной нагрузкой резко ухудшилось качество воды в городских реках, прудах и озерах. Процессы урбанизации, повышение рекреационной нагрузки, интенсивной использование водных объектов как источников водоснабжения, а часто и как мест водоотведения, накопление биогенных и органических веществ, сокращение или полное прекращение проточности, питание
