WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||
  1. Совокупность природных и техногенных факторов, в их численном выражении отражающих геоэкологические характеристики золошлакоотвалов тепловых электростанций, позволяют предложить геоэкологические критерии оценки их оптимального размещения в природных условиях Среднего Урала.

Факторы, определяющие опасность размещения золоотвалов в различных природных условиях, разделены на три группы. Первая группа – физико-географические факторы: естественная расчлененность рельефа местности, густота речной сети и залесённость территории. Ко второй группе отнесены зонально-климатические факторы: сила и повторяемость направления ветра, температура воздуха, испарение, годовое количество осадков и длительность бездождевого периода. Третья группа – геолого-гидрогеологические факторы: литологический состав покровных образований, мощность и выдержанность покровного чехла, глубина залегания уровня подземных вод и естественный гидродинамический уклон.

С другой стороны, имея дело с природно-технической системой, следует иметь ввиду, что существуют техногенные факторы, разделенные на две группы: во-первых, вызванные изменением природных условий при строительстве золоотвалов, и, во-вторых, технические мероприятия, применяемые для снижения негативного воздействия строительства и эксплуатации золоотвалов.

Фактическое проявление обеих групп техногенных факторов обеспечивает устойчивость природно-технической системы «ЗШО ТЭС – природная среда», а изменение одной или нескольких составляющих, например снижение в процессе эксплуатации эффективности дренажа, приводит к развитию неблагоприятных геоэкологических последствий.

В практике строительства ЗШО на Среднем Урале на ранних стадиях проектирования выполняется оценка площадок, предлагаемых для размещения проектируемого ЗШО ТЭС. Как правило, на выбор предлагается не менее трёх вариантов размещения.

Для оценки геоэкологической опасности размещения ЗШО в той или иной позиции применяется метод сравнительного анализа на основе экспертных оценок без использования конкретных критериев оценки степени опасности – геоэкологических критериев.

В работе предложены геоэкологические критерии отдельно для поверхностных и подземных вод. Для получения численных значений проявления различных процессов были использованы известные формулы, принятые в гидрогеологической и геоэкологической практике, а критерии оценки опасности получены путём сравнения рассчитываемых показателей с контрольными или предельными значениями (см. таблицу).

Для характеристики изменения гидродинамического режима подземных вод использован критерий потенциальной подтопляемости, предложенный в монографии «Природные опасности России». При этом критическая глубина залегания подземных вод определяется с учётом конкретных условий площадки.

Загрязнение поверхностных вод следует оценивать исходя из концентрации элементов-загрязнителей после сброса с учётом разбавления естественным стоком. Для этого целесообразно использовать формулу смешения. Геоэкологическим критерием в данном случае будет отношение концентрации загрязнителя в воде к концентрации этого показателя в фоновом створе.

Защищённость подземных вод имеет ведущее значение в оценке опасности загрязнения подземных вод. В этом случае опасность будет определяться временем фильтрации загрязненного стока до кровли водоносного горизонта. В идеале это время должно быть больше времени эксплуатации золоотвала. Для различных условий следует руководствоваться отличными подходами.

Для открытых структур, где на пути загрязненного инфильтрационного потока находится зона аэрации, для определения времени продвижения загрязнения целесообразно использовать формулу, предложенную специалистами ВНИИ «ВОДГЕО» и приведённую в «Рекомендациях по расчёту зоны санитарной охраны питьевых водозаборов». Для условий артезианских бассейнов и переходных зон, где выше продуктивного горизонта часто развиты другие водоносные горизонты и комплексы, формула для расчёта времени фильтрации загрязнения будет иметь следующий вид (см. таблицу), учитывающий особенности продвижения загрязнения в водонасыщенных средах, а общее время будет складываться из времени фильтрации через породы зоны аэрации и через водоносные и водоупорные комплексы.

Таблица

Геоэкологические критерии оптимального размещения ЗШО ТЭС в природных условиях Среднего Урала

Характер воздействия

Геоэкологический критерий

Наименование критерия

Формула расчёта показателя

Условие выполнения

1

2

3

4

  1. Изменение гидродинамического режима подземных вод

Критерий потенциальной подтопляемости

Н0 – глубина залегания уровня грунтовых вод в естественных условиях до строительства ЗШО, м; h – прогнозируемый подъём уровня подземных вод в точке (x, y) на момент времени t при их дополнительном питании, м; Нкр – критическая глубина уровня подземных вод, определяющая начало развития подтопления, м.

1.Р(Т) = Нкр / (Н0см - h) 1, при Т 25 лет

2. Н0 Нкр и Р 1

Н0см – глубина среднемноголетнего положения уровня грунтовых вод, м

  1. Загрязнение поверхностных вод

Оценка ущерба водотоку

Cз, Cф и С0 – концентрация элемента в воде естественного водотока после смешения с загрязненными водами, фоновая концентрация в водотоке и в сбрасываемой загрязненной воде, Qе и Q0 – соответственно расходы водотока и канала сброса.

Продолжение таблицы

1

2

3

4

  1. Загрязнение подземных вод

Естественная защищённость

t0 – время вертикальной фильтрации загрязнения на уровень подземных вод, m0, n0, k0 – соответственно мощность, активная пористость и коэффициент вертикальной фильтрации покровных образований.

Tэкспл. – время эксплуатации ЗШО

а) открытые структуры

б) артезианские бассейны и переходные зоны

;

tобщ – время вертикальной фильтрации, th (Сз) – время вертикальной фильтрации загрязнения через водоносный горизонт с учётом смешения с природными водами, na – активная пористость водовмещающих пород, n – пористость, e – коэффициент пористости, w – плотность воды (принимается равной 1), w – разность плотности фильтрующейся из ЗШО осветлённой воды и природных вод (принимается равной 0,001), s – плотность частиц грунта, k – коэффициент фильтрации водовмещающих пород, h – мощность водоносного горизонта

Заключение

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные научно обоснованные выводы и практические рекомендации.

  1. Сложное геологическое и тектоническое строение, история геологического развития определяют сложность гидрогеологических условий, характеризуют горную часть Среднего Урала как открытую гидрогеологическую структуру, а восточную часть рассматриваемой территории – как закрытую гидрогеологическую структуру с переходными зонами, обусловливая тем самым опасность размещения накопителей золошлаковых отходов теплоэнергетики – ЗШО ТЭС – в разнообразных природных условиях с различной естественной защищённостью подземных вод от химического загрязнения.
  2. Наибольшему воздействию со стороны ЗШО ТЭС подвержены почвы, грунты и природные (поверхностные и подземные) воды, являющиеся наиболее уязвимыми для атмогенного и более значимого гидрогенного воздействия. Подземные воды в условиях открытых гидрогеологических структур подвержены наибольшему негативному воздействию ввиду их недостаточной природной защищённости.
  3. Источниками воздействия ЗШО ТЭС на окружающую природную среду являются как сами золошлаки, обладающие способностью мигрировать с воздушными потоками, обусловленной особенностями гранулометрического состава, так и жидкая часть золошлаковой пульпы, характеризующаяся аномальным, по сравнению с природным, гидрохимическим составом и составляющая дополнительный источник питания подземных вод.
  4. Воздействие ЗШО ТЭС выражается в территориальном подъёме уровня грунтовых вод (подтоплении), сопровождающемся комплексом спровоцированных этим процессом явлений (деградацией земель, изменением несущей способности грунтов оснований сооружений и пр.), в техногенной трансформации гидрохимического режима поверхностных и подземных вод фильтрующимися из тела ЗШО ТЭС зольными водами (гидрохимическое загрязнение) и в загрязнении золошлаками почв и грунтов на прилегающей к ЗШО территории (литогеохимическое загрязнение), вызванном пылением ЗШО ТЭС.
  5. Характер и степень воздействия ЗШО ТЭС на окружающую природную среду, определяющие опасность их размещения в открытых гидрогеологических структурах Среднего Урала, обусловлены проявлением в различной степени природных (физико-географических, зонально-климатических и геолого-гидрогеологических) и техногенных (вызванных изменением природных условий и применяемых природоохранных мероприятий) факторов.
  6. Оценка опасности размещения ЗШО ТЭС на Среднем Урале должна производиться с учётом потенциальной возможности проявления каждого из приведенных в настоящей работе факторов.
  7. Предложенные геоэкологические критерии позволяют на ранних стадиях проектирования выбрать среди конкурирующих площадку размещения ЗШО ТЭС, эксплуатация которого не позволит проявиться отрицательному воздействию на природные воды в полной мере, минимизировав тем самым негативное влияние на окружающую природную среду.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Статья, опубликованная в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией

  1. Грязнов О.Н. Геоэкологические критерии оценки золоотвалов на тепловых электростанциях в пределах Уральского региона / О.Н. Грязнов, С.Н. Елохина, Л.Д. Футорянский, В.А. Пайков // Известия вузов. Горный журнал. – 2005. – № 6. – С. 32 – 39.

2. Статьи, опубликованные в материалах конференций

  1. Елохина С.Н. Геоэкологические последствия эксплуатации золоотвалов в открытых гидрогеологических структурах (на примере золоотвалов Рефтинской ГРЭС) / С.Н. Елохина, Л.Д. Футорянский // Экологические проблемы промышленных регионов. – Екатеринбург, 2004. – С. 65 – 66.
  2. Елохина С.Н. Гидрогеологические исследования в районах размещения золоотвалов тепловых электростанций Среднего Урала / С.Н. Елохина, Л.Д. Футорянский // Тенденции и перспективы развития гидрогеологии и инженерной геологии в условиях рыночной экономики России. XI Толстихинские чтения. – СПбГИ, 2004. – С. 21 – 23.
  3. Футорянский Л.Д. Техногенная трансформация режима подземных вод в районах размещения золошлакоотвалов ТЭС на Среднем Урале // Материалы всероссийского совещания по подземным водам Сибири и Дальнего Востока России (XVIII Совещание по подземным водам Сибири и Дальнего Востока России) / Иркутский государственный технический университет. – Иркутск, 2006. – С. 302 – 304.
  4. Elokhina S.N. Research of connection karst with flooding of building / Elokhina S.N., Dubacovsky S.G., Afanasiadi E.I., Futoryansky L.D. Gorbova S.V. // International symposium on latest natural. Disasters – new challenges for engineering geology, geotechnics and civil protection. September 5 – 8, 2005, Sofia, Bulgaria.

Подписано в печать.05.2008. Бумага писчая. Формат 6084 1/16

Печ. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано в издательстве УГГУ,

620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30.

ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»