.

Еколого – соціальні наслідки підтоплення міських територій та розробка заходів до його зменшення (реферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 3961
Скачать документ

УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ

ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ

Непошивайленко Наталія Олександрівна

УДК 502.36 : 556.18

Еколого – соціальні наслідки підтоплення міських територій та розробка
заходів до його зменшення

(НА ПРИКЛАДІ МІСТА ДНІПРОДЗЕРЖИНСЬКА)

Спеціальність 21.06.01 – екологічна безпека

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Дніпродзержинському державному технічному університеті
(ДДТУ) Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Волошин Микола Дмитрович,

Дніпродзержинський державний технічний університет, завідувач кафедри
технології неорганічних речовин

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Пантелят Гаррі Семенович,

Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури,
професор кафедри водопостачання, водовідведення та гідравліки

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Захарченко
Михайло Андрійович,

Український науково-дослідний інститут екологічних проблем, завідуючий
сектором інженерних методів захисту підземних вод лабораторії
екологічної гідрогеології

Провідна установа: Національний гірничий університет, кафедра екології,
Міністерство освіти і науки України, м. Дніпропетровськ.

Захист відбудеться 10.06. 2005 р. о 14 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 64.812.01 в Українському
науково-дослідному інституті екологічних проблем за адресою: 61166, м.
Харків, вул. Бакуліна, 6.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Українського
науково-дослідного інституту екологічних проблем (61166, м. Харків, вул.
Бакуліна, 6).

Автореферат розісланий 05.05.2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради
Жуковський Т.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищення рівня підземних вод (РПВ), яке викликає
підтоплення урбанізованої території, та засоби боротьби з цим явищем
поряд із забрудненням навколишнього середовища завдає зміни у стані
довкілля населених пунктів. В Україні підтоплення земель розвинене на
території понад 500 великих і малих міст й охоплює площу біля 200 тис.
га (11% від загальної площі цих населених пунктів). В зоні потенційно
підтоплених територій знаходиться більше 150 тис. га забудованих
територій. Більш ніж у 20 великих містах підтоплені площі перевищують
1000 га.

Представницькими прикладами, де існує проблема підтоплення територій, є
міста Дніпродзержинськ, Дніпропетровськ, Харків, Київ, Одеса та інші.

Промислова і цивільна забудова міст України сприяла порушенню історично
сформованої природної рівноваги. Інфільтрація води з мереж
водопостачання і водовідведення комунального господарства і промислових
об’єктів, аварійні витоки води з указаних мереж, порушення балансу
поверхневого стоку, скорочення площі відкритої поверхні на забудованих
територіях сприяють додатковому живленню підземних вод і підвищенню
їхнього рівня, замочуванню ґрунтів, підтопленню територій з виникненням
просадних деформацій і зсувних явищ. Незадовільний
санітарно-гідротехнічний стан, викликаний підтопленням на території
міст, зумовлює забруднення ґрунтів, поверхневих і підземних вод, а також
погіршення санітарно-епідеміологічного стану приміщень на підтоплених
територіях, що сприяє поширенню епідемій та інфекцій. Вказане характерне
більшості підтоплених урбанізованих територій України.

На прикладі м. Дніпродзержинська з’ясовано, що основним фактором, який
викликає підтоплення, є господарська діяльність людини, що впливає на
природне середовище і погіршує умови життя населення, а також знижує
цінність земель міського фонду. Особливо небезпечне становище склалося у
північно-західній частині м. Дніпродзержинська, де розміщені промислові
підприємства (металургійний комбінат ім. Дзержинського, коксохімічний
завод, хімічні комбінати тощо). Аварійний режим роботи дренажної
меліоративної системи (МС), яка розташована у цьому районі міста,
призводить до катастрофічного екологічного положення та потребує
невідкладних заходів як наукового, так і технічного спрямування.

Таким чином, створення системи спостереження за розвитком процесів
підвищення РПВ та розробка реальних технічних рішень, спрямованих на
регулювання та зменшення негативних наслідків, є актуальним і
своєчасним, оскільки нададуть можливість зменшити або усунути існуючі
еколого-соціальні порушення, пов’язані з підтопленням урбанізованих
територій та м. Дніпродзержинська зокрема.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконувалась відповідно до напрямку Програми виходу з екологічної
кризи м. Дніпродзержинська на 2000-2005 рр. розділу „Екзогенні процеси
на території міста” (Розпорядження Президента України від 11.06.1997р.
№235/97-рп „Про еколого-економічний експеримент у містах Кривий Ріг,
Дніпродзержинськ, Маріуполь і Запоріжжя”, Постанови Кабінету Міністрів
України від 28.04.1999р. №715), окремі її результати включені до
програми з ліквідації підтоплення на території м. Дніпродзержинська.

Робота виконувалась за планом науково-дослідницької роботи
Дніпродзержинського державного технічного університету „Теоретичне та
дослідницьке обґрунтування засобів боротьби з підтопленням ґрунтів в
умовах промислового міста Придніпров’я” (№ державної реєстрації
01970U06759), а також в об’ємі господарського договору №724-13 юр-99.

Мета роботи і завдання дослідження. Метою роботи є з’ясування
еколого-соціальних наслідків підтоплення міських територій та розробка
технічних рішень щодо зниження РПВ (на прикладі міста
Дніпродзержинська).

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

дослідити гідрогеологічні, геоморфологічні, інженерні умови та
соціальний стан на території м. Дніпродзержинська;

скласти водний баланс зони аерації для території м. Дніпродзержинська зі
статтями притоку і витрати природних та господарчих вод, а також виявити
об’єми та джерела вод, що потрапляють у підземні горизонти й спричиняють
підтоплення територій;

розробити електронну карту підтоплення м. Дніпродзержинська з
відокремленням зон небезпечних рівнів залягання підземних вод;

визначити вплив підтоплення міських територій на соціальний стан
населення;

науково обґрунтувати та розробити заходи щодо поліпшення екологічного
стану складових довкілля у м. Дніпродзержинську, розробити технічні
рішення та рекомендації щодо усунення підтоплення окремих районів та
м. Дніпродзержинська в цілому.

Об’єкт дослідження – еколого-соціальні наслідки підвищення рівня
підземних вод.

Предметом дослідження є умови підвищення рівня підземних вод та заходи,
спрямовані на його зменшення (на прикладі м.Дніпродзержинська).

Методи дослідження. Експериментальні дослідження виконано в лабораторних
та реальних (польових) умовах. Гідрогеологічне та соціальне становище
оцінене за статистичними дослідженнями архівних матеріалів й відповідних
форм звітності. Методика дослідження та обробка отриманих даних
базується на використанні методів системного аналізу, математичної
статистики з використанням комп’ютерної техніки.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:

встановлено залежність процесу підвищення рівня підземних вод від
властивостей лесових ґрунтів і статей водного балансу;

розроблено математичну модель кореляції значень коефіцієнту фільтрації
для лесових ґрунтів, одержаних лабораторним способом до значень цього
показника в конкретних польових умовах;

науково обґрунтовано та розроблено заходи щодо поліпшення екологічного
стану водної та ґрунтової складових довкілля у м. Дніпродзержинську за
рахунок зниження рівня підземних вод, вдосконалення систем
водокористування промислових підприємств та відновлення режиму роботи
міської дренажної системи;

розроблено електронну карту підтоплення м Дніпродзержинська з
визначенням зон небезпечних рівнів залягання підземних вод;

розраховано екологічні коефіцієнти впливу підтоплення на соціальний
стан населення.

Практичне значення отриманих результатів.

Складено та впроваджено електронну карту підтоплення м.
Дніпродзержинська з метою вивчення гідрогеологічних явищ у місті,
прогнозування процесу підвищення РПВ і централізованого прийняття мір з
покращання ситуації, що склалася.

Розроблено заходи, які спрямовані на усунення небезпечних
гідрогеологічних явищ у м. Дніпродзержинську. Рекомендації щодо усунення
підтоплення включені до розділу „Екзогенні процеси на території міста”
Програми виходу з екологічної кризи м. Дніпродзержинська на 2000-2005
рр. та програми з ліквідації підтоплення на території м.
Дніпродзержинська.

Складено комплекс заходів щодо поліпшення екологічного стану водної та
ґрунтової складових довкілля у районах м. Дніпродзержинська, що вміщує
низку заходів, спрямованих на вдосконалення систем водокористування
промислових підприємств та відновлення працездатності МС.

Розроблено схему пристрою сифонного дренажу з метою відведення
техногенних та підземних вод, у конкретному випадку впроваджено
відведення води з підвалу п’ятиповерхового житлового будинку за
допомогою сифонного дренажу.

Особистий внесок здобувача. Наукові результати, які викладені в
дисертації, отримані особисто автором на підставі вивчення існуючого
становища і особливостей підвищення РПВ, а також проведених досліджень
властивостей лесових ґрунтів і соціального стану на підтопленій
території. Виконано аналіз отриманих результатів, які пов’язують окремі
результати у цілісну методологію дослідження підтоплення урбанізованої
території. Здійснено обробку одержаних результатів та, як наслідок,
розроблено пропозиції організаційного й технічного напрямку щодо
відвернення підтоплення на території м. Дніпродзержинська (Комплексна
програма заходів щодо поліпшення екологічного стану складових довкілля у
місті), які вміщують низку заходів, спрямованих на вдосконалення систем
водопостачання та водовідведення промислових підприємств та відновлення
працездатності МС.

Апробація результатів дисертаційної роботи. Матеріали дисертаційної
роботи доповідалися і обговорювалися на дев’яти конференціях: ІІІ
Всеукраїнська науково-методична конференція з міжнародною участю
„Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно
чистих технологій (Дніпродзержинськ, 2000); ІІІ Міжнародна
науково-практична конференція „Проблеми геоінформатики при комплексному
засвоєнні надр” (Дніпропетровськ,2001); Міжнародна науково-практична
конференція „Сталий розвиток міст” (Харків, 2002); Всеукраїнська
студентська наукова конференція „Екологічна безпека довкілля. Проблеми
та шляхи вирішення” (Ужгород, 2002); 2 Міжнародна
науково-практична конференція „Екологічна та техногенна безпека”
(Харків, 2002); ІV Всеукраїнська науково-методична конференція з
міжнародною участю „Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи
створення екологічно чистих технологій” (Дніпродзержинськ, 2002); ХІ
міжнародна науково-технічна конференція „Экология и здоровье человека.
Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов” (Бердянськ,
2003); Друга Міжнародна науково-практична конференція „Проблеми
природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів”
(Дніпропетровськ, 2003); Друга міжнародна науково-практична конференція
„Нагальні питання вирішення проблеми підтоплення ґрунтовими водами
територій міст та селищ міського типу” (Харків, 2003); VІІ Міжнародна
науково-практична конференції студентів, аспірантів та молодих вчених
„Екологія. Людина. Суспільство” (Київ, 2004); VІІ Международная
научно-практическая конференция „Вода: проблемы и решения”
(Дніпропетровськ, 2005).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано13 робіт у
різних виданнях України, в тому числі 6 статей у фахових виданнях,
регламентованих ВАК України, 2 статті та 5 тез доповідей у матеріалах
наукових конференцій.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу,
6 розділів, загальних висновків, списку використаних джерел (156
найменувань), 4 додатків та вміщує 150 сторінок основного тексту, 26
таблиць і 54 рисунків (з них 21таблиць і 40 рисунків на окремих
сторінках), повний обсяг дисертації – 220 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, зв’язок дисертації з
науковими програмами та планами, сформульовано мету, об’єкт, предмет та
задачі дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення
отриманих результатів дисертації, викладені основні положення
дисертації, а також особистий внесок автора.

У першому розділі викладено аналіз сучасного стану питання підвищення
РПВ та як наслідку – підтоплення територій у містах України, інших
країнах СНД, а також у країнах далекого зарубіжжя. Розкрито вплив
природних і техногенних факторів на загальний процес підвищення РПВ,
розглянуто можливі соціальні, екологічні та економічні наслідки
підтоплення, показані існуючі механізми та засоби боротьби з процесом
підвищення РПВ.

Питаннями вивчення причин і наслідків підтоплення міських селітебних та
промислових територій займались багато вчених і фахівців: Шилов И.А.,
КуриленкоВ.В., Трофимова В.Т., Осипов В.И., Карцев А.А, Захарченко М.А.,
створенням умов для зменшення впливу промислових підприємств: Алферова
Л.А., Нечаєв О.П., Андоньєв С.М., Пантелят Г.С., Висоцький С.В., Волошин
М.Д. та інші. Але задачі комплексного вивчення цього багатогранного
явища, яким є підвищення РПВ, залишаються в теперішній час не до кінця
розв’язаними, особливо стосовно великих промислових центрів, наприклад,
таких, як м. Дніпродзержинськ. Встановлено, що існуючі механізми та
засоби боротьби з підтопленням є достатньо трудомісткі та потребують
значних капіталовкладень, що ускладнює їх проведення в умовах дефіциту
матеріальних ресурсів. Тому виникає необхідність у проведенні загальних
заходів контролю та нових, більш ефективних, засобів боротьби з
підтопленням.

У підсумку цього розділу визначено напрямок дисертаційного дослідження.

Другий розділ присвячено викладенню відомостей, які характеризують
особливості існуючого положення, пов’язаного з підвищенням РПВ у
м. Дніпродзержинську, а також вивченню наслідків цього явища.
З’ясовано основні причини виникнення підтоплення міських територій, які
у м. Дніпродзержинську мають свої особливості:

? відсутність на більшості території міста системи збору й
організованого відводу поверхнево-дощових, зливових вод та вод від
сніготанення, що призводить до неорганізованого відведення і накопичення
води цієї категорії в підземних горизонтах селітебних та промислових
районів міста, замочуванню ґрунтів, появі води у підвалах житлових
будинків і промислових об’єктів;

? незадовільний стан комунікацій комунального господарства
(водопостачання, водовідведення, опалення), що призводить до аварійних
ситуацій, наслідком яких є поповнення підземних водних обріїв;

? аварійний режим роботи дренажної МС, яка недостатньо виконує
функції відведення поверхневих і дренажних вод у р. Дніпро, насамперед з
промислової зони міста. Відсутність сталого відводу збиткових вод з
території МС має суттєвий негативний вплив на загострення питання для
міста в цілому особливо тим, що до МС потрапляють стічні води, які
скидаються зі шламонакопичувачів промислових підприємств, розташованих у
цьому районі міста, також поверхнево-зливові й талі води, усі збиткові
води, які утворюються на даній території. До того ж МС перегороджена
залізничною дамбою, що не дозволяє здійснювати вільний плин води, а
існуюча насосна станція, що призначена для перекачування води через
дамбу, знаходиться у незадовільному стані. З другого боку, МС замулена
та здатна здійснювати відведення не більше половини загального об’єму
води. Інша частина води залишається на території району, що є причиною
його заболочування і підвищення РПВ. За залізничною дамбою також річище
МС замулене, територія заболочена, що в цілому призводить до скиду у р.
Дніпро близько 5000 м3/год води, забрудненої різноманітними речовинами.

З’ясовано, що підвищений РПВ на території міської МС призвів до
незадовільного санітарно-гідротехнічного її стану ? забрудненню грунтів
(спостерігається наявність аномалій вмісту Ba, P, U та інших елементів,
при якому вони стають токсичними для довкілля), поверхневих та підземних
вод (збільшено рівень загальної мінералізації та погіршено якість води,
яка характеризується перевищенням допустимих концентрацій окремих
інгредієнтів у поверхневих водах: Ba, Pb, Cr, Zr, Ti та підземних водах:
SO42-, NO3-, Al, Cd, Co, Pb, Li, F, Mn, V) тощо.

Досліджено гідрогеологічні й геоморфологічні умови території м.
Дніпродзержинська. Виявлено, що накопиченню підземних вод сприяють
лесові ґрунти, які є обводненими з приводу їх походження. Підземні води
найближчі до поверхні утворюють єдиний безнапірний водоносний обрій, що
має повсюдне поширення і знаходиться під впливом природних і штучних
режимоутворюючих факторів. Порушенню історично сформованої природної
рівноваги сприяла промислова й цивільна забудова м. Дніпродзержинська,
що призвело до виникнення просадних деформацій і зсувних процесів у
місті.

Внаслідок наведеного екологічного стану довкілля у м. Дніпродзержинську,
на яке має вплив підтоплення міських територій, необхідно здійснити
моделювання з визначення фільтраційних показників лесових ґрунтів у
природних умовах з метою їх використання при наданні конкретних
технічних рішень у кожній точці їх встановлення, виявити вплив статей
водного балансу зони аерації, а також дослідити, як саме процес
підвищення РПВ впливає на соціальний стан населення на підтопленій
території м. Дніпродзержинська.

У третьому розділі наведена методика дослідження геоекологічних
показників (властивості лесових ґрунтів, водний баланс зони аерації та
соціальний стан у місті), а також методика складання електронної карти
підтоплення території м. Дніпродзержинська. На підставі окремо
розроблених методів складена цілісна методологія з визначення
геоекологічних показників.

Властивості лесових ґрунтів (гранулометричний склад, пористість,
вологість, водовіддача, коефіцієнт фільтрації ґрунтів) у лабораторних
умовах досліджено на експериментальних установках.

З метою порівняння результатів дослідження соціальних наслідків
підвищення РПВ, територію м. Дніпродзержинська розділено на ділянки
відповідно адміністративного районування та згідно приналежності до
районних лікувальних закладів.

У четвертому розділі здійснено аналіз та наукове узагальнення
результатів проведених досліджень щодо геоекологічних показників.

Лесові ґрунти, особливо просадні, характеризуються високою пористістю,
що змінюється в межах 43-55%. Величина пористості знижується з ростом
вмісту глинистих часток.

Встановлено, що процес підтоплення інтенсифікується при вологості
ґрунтів вище 25-30%. Таке водонасичення ґрунтів впливає на процес
підтоплення, але на безпечній глибині лише на фізичні властивості
ґрунтів. Отримані значення водовіддачі проб ґрунту коливаються в межах
0,07-0,13 долей одиниці.

Істотна відмінність властивостей лесових ґрунтів, особливо пористості й
вологості ґрунтів, у рамках досліджуваних районів міста, послужило
ініціативою для подальшого дослідження процесу підтоплення по районах м.
Дніпродзержинська.

Розраховано кількісні значення фільтраційних властивостей лесових
ґрунтів, що характеризуються коефіцієнтом фільтрації, пилувато-піщаного
(Кф?0,2 м/добу) та пилувато-глинистого складу (Кф0,4 м/добу), у
порівнянні з природними (

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020