Автореферат (1151745), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Будущее гидрологии» (Санкт-Петербург, СПбГУ, 2013г.); Международной научно-практической конференции «Научные основыстратегии развития АПК и сельских территорий в условиях ВТО» (Волгоград,Волгоградский ГАУ, 2014 г.); Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию ФГБОУ ВПО ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова «Современные строительные материалы, технологии и конструкции»(Грозный, ГГНТУ, 2015 г.); Международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и сотрудников РГАУ-МСХАимени К.А. Тимирязева (Москва, РГАУ-МСХА, 2016).Публикации. Основные научные результаты исследований опубликованы в 26 работах, в том числе 5 - в рецензируемых изданиях, рекомендованныхВАК Минобрнауки России.Личный вклад автора. Выполнены автором лично постановка задачиисследования, анализ отечественной и зарубежной литературы, разработка методики проведения полевых и лабораторных исследований, теоретическоеобоснование, подбор и расчет параметров фильтрующих материалов, лабораторные испытания, статистическая обработка полученных данных, их анализ,сформулированы окончательные выводы.Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав,основных выводов, списка литературы из 223 наименований (в том числе 33работы зарубежных авторов) и 2 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 163 страницах текста, включая 34 рисунка, 17 таблиц, 1 схемуи 4 фотографии.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обосновывается актуальность темы диссертации, определены цель и задачи исследований, изложены научная новизна, достоверность и7практическая значимость полученных результатов, приводятся основные положения, выносимые на защиту.В первой главе «Состояние малых рек и технологии их очистки» показана степень воздействия современных антропогенных нагрузок на малые реки. Отмечено, что преобразующее воздействие человеческого общества на природу неизбежно, и оно усиливается по мере роста численности населения, развития научно-технического прогресса, увеличения разнообразия и массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот.В процессе постоянно возрастающей антропогенной нагрузки особенноподвержены негативному воздействию малые реки, качество воды в которых скаждым годом ухудшается.
Несмотря на свои размеры, малые реки формируютсредние и большие реки, влияя на их гидрологический, биологический и биохимический режимы, выполняя функции регулятора ландшафтов, поддерживаяравновесие и перераспределение влаги. Но именно их экологическое состояние,особенно в европейской части России, оценивается как катастрофическое.Решению задач, связанных с вопросами функционирования речных систем, посвятили свои труды многие ученые: В.Г. Глушкова, Н.И. Маккавеев,Р.С.
Чалов, В.С. Лапшенков, Н.И. Алексеевский, В.Е. Водогрецкий, М.М.Мордвинцев, Т.А. Алиев, С.Т. Алтунин, М.А. Великанов, Н.А. Воронков, В.Н.Гончаров и др.Установлено, что одним из основных факторов деградации рек являетсянакопление донных отложений, которые содержат критические концентрациизагрязняющих веществ, вызывают вторичное загрязнение русла, снижают дренирующую способность реки, что приводит к понижению процессов самоочищения, подъему уровня грунтовых вод и развитию подтопления и затопленияприлегающих земель и поселений.В главе рассмотрен комплекс существующих технологий по мелиорациималых рек, включающих регулирование водного стока, морфометрических параметров, наносного режима и русловых процессов.
От донных отложений малые реки очищают механизированным, гидромеханизированным, взрывным иручным способами производства земляных работ. Анализ технологий позволилвыделить их основные недостатки при проведении работ в условиях плотнойзастройки прирусловых зон: необходимость свободных территорий для размещения техники и устройств приема донных отложений, нанесение экологического ущерба прибрежным зонам, утечка загрязняющих веществ при транспортировке и хранении донных отложений, вторичное загрязнение водоема в процессе выемки донных отложений. В работе приведены исследования гидравлической промывки русел рек, показавшие, что такая промывка недостаточно эффективна и требует большого расхода воды, а в условиях нарастающего дефицита водных ресурсов лишена перспективы.
Перечисленные обстоятельства определяют необходимость поиска и обоснования альтернативных технологийочистки и промывки загрязненных русел малых рек, особенно в ограниченныхтерриториальных условиях. Перспективным направлением может стать удаление из водоемов и малых рек донных отложений гидромеханизированным способом с применением специальных фильтрующих геосинтетических оболочек8(геотубов), которые заполняются водонасыщенным грунтом (пульпой) для егообезвоживания. Это направление в гидротехническом и мелиоративном строительстве начало развиваться со второй половины XX в.
Геотубы изготавливаются из фильтрующего геотекстиля по уникальной технологии, разработаннойголландской компанией TenCate Geosynthetics. Изучив опыт использования материалов с водо- и воздухонепроницаемым покрытием на основе хлопчатобумажных тканей с резиновым покрытием, обеспечивающих кратковременнуюпрочность 4,2 – 7,7 кН/м, при массе 1 м2 от 75 до 225 г, в работах Р. Гааса, А.Дитциуса и др.
зарубежных авторов, а также А.Н. Костякова, Б.А. Шумакова,Н.П. Розанова, посвященные применению фильтрующих геотекстильных тканей, рассмотрена возможность удаления донных отложений с использованиемгеотекстильных оболочек (контейнеров).Геотекстильные контейнеры предназначены для обезвоживания осадков.Они изготавливаются из фильтрующего материала высокой прочности на основе полипропилена в виде плоского заторцованного рукава с периметром от 10,0до 27,4 м и допустимой длиной контейнера от 5,0 до 100,0 п.м.
шагом 5 м. Вещество, подаваемое в геотекстильный контейнер по пульпопроводу, не способно принимать воду извне, но при этом беспрепятственно отдает влагу через поры в стенках контейнера. Обезвоженный материал удобен для транспортировки, хранения и утилизации. Производства геотекстильных контейнеров из отечественного материала, отвечающих требованиям отечественных ГОСТ и нормативов до настоящего времени нет, максимально близкой по технологии изготовления и по конструкции является гибкая водонаполняемая дамба производства курского завода «Рассвет-К». Это обстоятельство создает необходимостьразработки методов расчетов и обоснования параметров геотекстильных контейнеров.Во второй главе «Экологическое состояние реки Темерник и ее притоков с учетом хозяйственной деятельности» проведено натурное обследование русла реки и его компонентов, установлен химический состав воды идонных отложений.
Река Темерник – равнинная, относится к категории малых ипротекает по территории Аксайского и Мясниковского районов Ростовской области, является правым притоком реки Дон. Длина реки 33 км, площадь водозабора 293 км2, средний годовой сток 5 млн. м3 (наибольший – 8 млн. м3, наименьший – 1 млн. м3), уклон 2,3 ‰, ширина русла в среднем до 10 м, глубина0,3 – 0,8 м. Река является одной из самых загрязненных в Ростовской области.Протекая на протяжении 18 км (54,5 % длины реки) по г. Ростов-на-Дону, онаявляется естественным приемником стока атмосферных осадков, родниковых исбросных вод. В бассейне реки Темерник проживает около 600 тыс.
чел. (плотность населения 16,9 тыс. чел./км2), расположено более 150 предприятий и организаций, около 20 автозаправок, 16 автомобильных и 3 железнодорожныхмоста. Река Темерник – это наглядный пример водного объекта, находящегося вусловиях природно-техногенного ландшафта, плотной застройки прирусловойзоны, нарушения границ водоохраной зоны, в которой запрещено строительство, в бассейне реки расположены крупные предприятия.9На основании выполненных автором натурных обследований основныхочагов загрязнения бассейна реки и обобщенных биотестовых исследований,проведенных в рамках НИР и НОЦ Института водных проблем РАН (2001-2011гг.), проведено зонирование бассейна р. Темерник по степени, загрязнений (рис.1).1234567891011121314Точки отбора пробСанаторий, правый берегСанаторий, правый берегСанаторий, левый берегМост (ул. Вавилова)В начале зоопаркаМост в зоопаркеВыход из зоопаркаБотанический сад (послеж/д моста)Ботанический сад (складвынутых ДО)Ботанический сад (пешеходный переход)Ботанический садБотанический садБотанический садУстье р.
ТемерникРисунок 1. Схема зонирования реки Темерник по интенсивностипоступления загрязнений- острая токсичность;- токсичность;- отсутствие токсичностиНаиболее загрязненными являются: участок русла р. Темерник в районесанатория «Надежда», где расположены несанкционированные свалки; в частном жилом секторе; в районе ботанического сада; в пределах главного железнодорожного вокзала, где наблюдается большой поток людей и образуется скопление мусора.В процессе исследований проведено зонирование вод и донных отложений по токсичности в пределах урбанизированного участка р. Темерник длиной16,0 км. Анализ результатов исследований, а также обобщение исследований,проведенных в рамках НИР и НОЦ Института водных проблем РАН (2001 –2011 гг.) и литературных данных показал, что токсичность вод и донных отложений р. Темерник неоднородна и по степени, и в пространстве.
Результатыбиотестов в 2011-2012 гг. показали, что донные отложения в целом более токсичны, чем поверхностные воды. Ситуация с острой токсичностью вод, выявленная в районе Ботанического сада в 2011 г., объясняется наличием складированных на берегу донных отложений после их планового изъятия, что привелоко вторичному загрязнению и повышенной мутности вод за счет механическогоперемешивания.
В 2012 г. произошло снижение токсичности в этом районе,что, вероятно, связано с частичным поглощением загрязняющих веществ почвой.10По результатам зонирования был выделен участок с интенсивным загрязнением реки в г. Ростов-на-Дону между автодорожным мостом по ул. Зоологической и подпорным сооружением № 2, протяженностью 284 м. Автором выполнено обследование участка до и после проведения очистных работ.
Работыпо очистке исследуемого участка р. Темерник проводились в 2010 г. механизированным способом с использованием ковшового экскаватора, бульдозера исамосвалов, подобранных под высоту подъема ковша. Донные отложения размещались в илохранилищах, устроенных на правом берегу участка в нескольких метрах от русла. В ходе исследований определялось наличие загрязняющихвеществ на различных участках русла и поймы реки в разные периоды времени,что позволило дать объективную оценку эффективности очистных работ на р.Темерник. Изъятие донных отложений положительно сказалось на экосистемеводоема после осаждения взвешенных частиц.В таблице 1 приведены результаты химического анализа речной воды,отобранной в районе автодорожного моста по ул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
