Введение к работе
{OS^o^
Актуальность работы.
Чрезвычайные ситуации, вызванные нехваткой воды в водозаборах, возникают ежегодно в Приморском крае и других регионах страны. Наиболее характерна эта ситуация для небольших поселений, источником водоснабжения которых являются подземные инфильтрационные водозаборы на малых реках с маломощным водоносным слоем.
По условиям питания подземных вод речных долин критическим в работе водозаборов является зимний период, когда водообеспечение населения снижается более чем на 30%, а длительность перебоев с водоснабжением достигает 30 суток и более. Такие режимы в работе систем хозяйственно-питьевого водоснабжения (СХГГВ) недопустимы. В соответствии со СНиП 2.04.02-84 для потребителей 1-ой категории надежности допускается снижение подачи воды не более 30% расчетных расходов в течение до 3-х суток; более продолжительные периоды снижения подачи воды или больший объем снижения расходов квалифицируются, на основании ГОСТ Р 22.6.01-95, как чрезвычайные, требующие применения мероприятий, исключающих их возникновение.
Для повышения надежности водоотбора и исключения чрезвычайных ситуаций, связанных со снижением величины водоотбора и вынужденным ограничением подачи воды в СХПВ, применяются мероприятия, позволяющие искусственно пополнять и регулировать запасы подземных вод эксплуатируемых аллювиальных водоносных горизонтов. Однако, на практике приемы пополнения подземных вод, в частности, в Приморском крае не всегда в достаточной степени обоснованы и часто не дают ожидаемого эффекта, особенно при эксплуатации относительно маломощных водоносных горизонтов (до 10м). Для организации бесперебойного водоснабжения осуществляют строительство нерегулируемых (постоянно действующих) подземных водохранилищ. Это достигается путём создания непроницаемого подземного барража (плотины) ниже существующего водозабора, перпендикулярно подземному потоку. Однако, в многоводные периоды года происходит переполнение подземных водохранилищ, приводящее к подтоплению и заболачиванию значительных территорий, а в маловодные периоды года - осушение, т.е. значительное снижение уровней подземных вод ниже водохранилища, что приводит к чрезвычайным ситуациям.
Наиболее актуальным, при эксплуатации аллювиальных водоносных горизонтов в сложных природно-климатических условиях, является разработка новых ТеХНОЛОГИЙ аКТИВНОГО pgrynrrp"^ rtfц^,гупгтпптггтгп реЖИМЭ ІфИ
""ваг-?!
"mi
строительстве подземных водохранилищ, позволяющих исключить возникновение чрезвычайных ситуаций и обеспечить устойчивое и бесперебойное хозяйственно-питьевое водоснабжение населенных пунктов.
Цель работы: разработка новых технологий строительства подземных водохранилищ для исключения чрезвычайных ситуаций и обеспечения устойчивого бесперебойного хозяйственно-питьевого водоснабжения в сложных природно-климатических условиях.
Для реализации указанной цели поставлены следующие задачи:
провести анализ особенностей регулирования подземного стока в мировой практике организации хозяйственно-питьевого водоснабжения и, в частности, на объектах Приморского края; обосновать новые подходы к повышению надежности и эффективности работы водозаборов подземных вод речных долин;
исследовать закономерности изменения гидрогеологических условий при регулировании подземного стока и режимов восполнения водоносных горизонтов при строительстве и эксплуатации подземных водохранилищ;
разработать новые технологии активного регулирования запасов подземных вод речных долин и способы управления гидрогеологическим режимом при строительстве подземных водохранилищ с учетом сложных природно-климатических условий региона для обеспечения бесперебойного хозяйственно-питьевого водоснабжения и предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций;
разработать методику определения безразмерного гидравлического сопротивления для расчета понижения уровня подземных вод или производительности водозабора, расположенного в пласте-полуполосе с учетом характера формирования фильтрационного потока подземных вод под влиянием взаиморасположения водозабора относительно границ пласта;
создать гидрогеодинамическую модель и провести математическое моделирование для прогнозирования гидрогеологических условий (подпора и спада уровней) на территории подземного водохранилища и оценки вероятности подтопления или возникновения чрезвычайных ситуаций;
Методы исследований включают анализ и обобщение теоретических и технических решений, общепринятые методики изучения гидрогеодинамиче-ских объектов, геофизические работы, в т.ч. мониторинг гидродинамических параметров на натурном объекте, полевые работы, математическое моделирование.
Научная новизна работы:
разработана классификация чрезвычайных ситуаций в водоснабжении населенных пунктов из подземных источников, приуроченных к долинам малых рек;
впервые разработаны научно-обоснованные принципы создания подземных водохранилищ с регулируемой проницаемостью барражей для исключения чрезвычайных ситуаций в водоснабжении населенных пунктах;
впервые разработаны технологии устройства воздушных и мерзлотных барражей при строительстве временно действующих подземных водохранилищ для бесперебойного водоснабжения;
разработана методика определения безразмерного гидравлического сопротивления для расчета производительности водозабора и (или) понижения уровня подземных вод для обоснования бесперебойной эксплуатации инфильт-рационных водозаборов в экстремальных ситуациях.
Научные положения, выносимые на защиту.
-
Технологии активного регулирования гидрогеологического режима при строительстве и эксплуатации подземных водохранилищ, суть которых заключается в создании мерзлотных и воздушных барражей для обеспечения бесперебойного водоснабжения и исключения чрезвычайных ситуаций. Особенность этих технологий дает возможность изменять размеры барража для увеличения или уменьшения оттока подземных вод за пределы водохранилища с учетом обеспеченности требуемого водоотбора.
-
Принципы создания и расчета барражей с регулируемой проницаемостью при строительстве подземных водохранилищ, позволяющие исключить подтопление территории, а также предотвратить недопустимое снижение уровней подземных вод на участках ниже водохранилища. Расчет воздушного барража сводится к определению продолжительности и интенсивности подачи воздуха в воздухопоглощающие устройства, а мерзлотного — к определению размеров ореола промерзания вокруг теплообменника в зависимости от температуры вентилируемого воздуха.
-
Методика расчета безразмерных гидравлических сопротивлений для определения производительности инфильтрационных водозаборов или понижения уровня подземных вод в пласте-полуполосе. Такая схема характерна для подземных водохранилищ с барражем в поперечном створе водоносного пласта. Методика позволяет осуществить прогноз гидрогеологической обстановки на участке водохранилища в различных условиях его эксплуатации для исключения чрезвычайных ситуаций.
Практическая значимость работы:
применение новых технологий активного управления водным балансом месторождений подземных вод, приуроченных к долинам рек при строительстве и эксплуатации подземных водохранилищ, возможно при реконструкции действующих и строительстве новых водозаборов, что повышает надежность их работы и исключает возникновение чрезвычайных ситуаций;
принципы создания и расчета барражей с регулируемой проницаемостью при строительстве подземных водохранилищ позволяют осуществить прогноз гидрогеологической ситуации, определить понижение уровня подземных вод и (или) производительность водозабора, расположенного в пласте-полуполосе, и, следовательно, оценить вероятность подтопления территории или возникновения чрезвычайных ситуаций.
Реализация работы. По заданию Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР в 1981 -1985гг. выполнялась работа по теме «Разработать типовые схемы искусственного пополнения запасов подземных вод» и в 1987-1989гг. по теме «Разработать рекомендации по созданию подземных водохранилищ для целей орошения и водоснабжения в различных регионах страны».
Результаты исследований использовались и развивались при разработке ряда НИР, выполненных ДальНИИГиМом, в том числе при участии автора в различные годы, для реконструкции водозаборных сооружений: в 1978г. проведены исследования и применен способ искусственного пополнения подземных вод на Арсеньевском водозаборе, в 1980г. выполнены работы по применению ИППВ на водозаборе г. Уссурийска; в 1987г. разработаны и использованы рекомендации по организации водоснабжения объектов «Восто-крыбхолодфлота» с водозаборами в долине р. Нарвы и в районе Курильских островов, в 1989г. произведена оценка эффективности регулирования запасов подземных вод на Душкинском водозаборе, где было построено подземное водохранилище.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на международных, зональных и краевых научно-технических конференциях: 1-я Дальневосточная зональная научно-техническая конференция по итогам научных исследований 1976г. в области гидротехнического строительства на Дальнем Востоке (Владивосток, 1977); 2-я Дальневосточная зональная научно-техническая конференция по итогам научных исследований 1977г. в области гидротехнического строительства на Дальнем Востоке (Владивосток, 1978); 6-й ISOPE Ази-атско- Тихоокеанский Симпозиум по Шельфовой Механике. Секция: «Строительство, стихия, безопасность», Владивосток, 2004; Международные научные
чтения «Приморские Зори», Владивосток,2005; а также на заседаниях ученых советов институтов ДальНИИС, ДальНИИГиМ и на заседаниях кафедр «Защита в чрезвычайных ситуациях» и «Охрана окружающей среды» ИИСЭ ДВГТУ в 2004-2005ГГ.
Публикации. Результаты исследований изложены в 14-ти научных работах, в т. ч. 1-й монографии и 2-х патентах РФ на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 104 наименований и приложения. Работа изложена на 160 страницах, включает 17 таблиц, 35 рисунков.
![Эпидемиологический анализ и медико-психологические особенности самоубийств населения мегаполиса (на примере Москвы) [Электронный ресурс]](/i/i/4481/181782.png "Эпидемиологический анализ и медико-психологические особенности самоубийств населения мегаполиса (на примере Москвы) [Электронный ресурс] Гусева Милена Валентиновна")
