Введение к работе
Актуальность. По оценке специалистов, износ систем водоснабжения в среднем по России превышает 60%, а в малых городах составляет 90%. Растущее с каждым годом водопотребление требует современных конструктивных решений для усовершенствования существующих и проектирования новых сетей, включая инженерные сооружения, обеспечивающие прием воды из природного источника. В большинстве случаев проблемы с водозаборными сооружениями возникают на реках с обильными наносами, которые попадают в водоприемные устройства, что увеличивает затраты на их эксплуатацию. В этой связи предотвращение отложения наносов является приоритетным направлением рационального водопользования, что и определило актуальность темы исследования.
Целью работы являлось научное обоснование способа защиты промышленного водозаборного сооружения от отложения наносов.
Поставленная цель определила следующие задачи исследования:
- комплексное изучение гидрологических, гидрогеологических, гидробиологических, физико-географических, геоморфологических, гидрометеорологических характеристик водного объекта, его геологического строения и физико-механических свойств грунтов речного дна в месте расположения водозаборного сооружения и анализ его конструктивных особенностей для определения основных критериев выбора способа его защиты от наносов;
- научная оценка влияния предложенного способа защиты водозаборного сооружения от наносов на экологическую систему водного объекта;
- разработка схемы технологического процесса предотвращения отложения наносов при эксплуатации промышленного водозабора и его практическая реализация.
Основная идея работы состояла в выборе эффективного метода предотвращения отложения наносов в районе промышленного водозабора ОАО «Себряковцемент», решающего помимо конкретной задачи защиты водозаборного сооружения экологические проблемы реки Медведицы и вопросы рационального природопользования, а также обладающего инвестиционно-инновационной привлекательностью.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные, инженерно-геологические, натурные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей требуемым критериям сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и натурных условиях.
Научная новизна работы состоит в том, что:
определены основные критерии выбора способа защиты промышленного водозабора от наносов путем комплексного изучения водного объекта в месте его расположения;
проведен анализ конструктивных особенностей водозаборного сооружения ОАО «Себряковцемент»;
изучены гидрологические и гидрогеологические характеристики реки Медведицы в районе размещения водозабора, определяющие обеспеченность водоподачи и водоотведения;
на основании проведенных исследований научно обоснована необходимость расчистки русла реки Медведицы как способа предотвращения отложения наносов при эксплуатации промышленного водозабора;
проведена оптимизация проектных решений строительства гидротехнических сооружений, необходимых для проведения расчистки русла реки Медведицы, и режима работы существующей системы водоснабжения в соответствии с фактическим водопотреблением;
проведена оценка влияния предложенного способа предотвращения отложения наносов при эксплуатации существующего промышленного водозабора на экологическую систему реки Медведицы;
с использованием методов математической статистики и корреляционного анализа восстановлены гидрологические характеристики реки Медведицы в районе промышленного водозабора.
Практическое значение работы заключается в том, что:
разработана технологическая схема расчистки русла реки Медведицы в районе промышленного водозабора ОАО «Себряковцемент»;
результаты исследований рекомендованы для проектирования предложенного способа защиты существующего водозаборного сооружения от наносов;
рекомендации использованы при разработке проекта «Ежегодные эксплуатационные расчистки русла реки Медведицы в районе водозабора ОАО «Себряковцемент», который получил положительное заключение государственной экспертизы;
в соответствии с указанным проектом осуществлено строительство гидротехнических сооружений: карт намыва, пруда-отстойника и др., обеспечивающих эффективную расчистку русла реки Медведицы в зоне размещения промышленного водозабора ОАО «Себряковцемент» и его защиту от природных загрязнителей.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при разработке проектной документации для расчистки русла реки Медведицы в районе промышленного водозабора ОАО «Себряковцемент» и строительстве гидротехнических сооружений, обеспечивающих эффективную реализацию технологического процесса предотвращения отложения наносов при его эксплуатации.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
научное обоснование способа предотвращения отложения наносов при эксплуатации промышленного водозабора путем расчистки русла реки в районе его расположения и результаты комплексного изучения водного объекта для определения доминирующих критериев этого обоснования;
научная оценка воздействия предложенного метода защиты водозаборного сооружения ОАО «Себряковцемент» на окружающую природную среду.
Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались на международных конференциях молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2010, 2011 гг.), на международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды (экологические и правовые аспекты)» (Махачкала, 2010 г.), на 64-й Международной студенческой конференции ФГОУ ВПО Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» и ГОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет» (Волгоград, 2010, 2011 гг.), на семинарах-совещаниях специалистов ОАО «Себряковцемент» и Волгоградской региональной общественной научной организации «Экологическая академия».
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 20 научных работ, в том числе 4 статьи – в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях, определенных ВАК России.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 117 страницах компьютерного текста, содержит 27 таблиц, 23 рисунка, 2 приложения. Список литературы включает 134 источника, из них 10 – на иностранных языках.
