Структурно-логічна модель підтоплення Запорізької АЕС та основні фактори, які можуть впливати на хід негативних подій. Спосіб зниження рівня ґрунтових вод в зонах впливу водосховищ і комплексного багаторівневого інженерного захисту земель від підтоплення.
Аннотация к работе
Сучасний екологічний та соціально-економічний стан України визначає актуальність постійної уваги з боку держави щодо забезпечення екологічної безпеки територій при підтопленні земель в зонах впливу водосховищ. Своєчасне впровадження ефективних інженерних заходів захисту земель від підтоплення дозволяє попередити розвиток та ліквідацію негативних наслідків цього процесу, забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж, безпеки громадян. Основні положення дисертаційної роботи виконано відповідно до Законів України «Про охорону навколишнього природного середовища» № 1268-ХІІ від 26.06.1991 р., Водного кодексу України, введеного в дію Постановою Верховної Ради України № 213/95-ВР від 06.06.1995 р., Постанови Верховної Ради України «Про основні напрями державної політики України в галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки» № 118/98-ВР від 05.03.1998 р. Матеріали дисертаційного дослідження запропоновані та використані здобувачем в рамках науково-дослідних робіт «Розробка заходів з підвищення рівня експлуатації природоохоронних обєктів з метою зниження змісту солей в стічних водах Запорізького титаномагнієвого комбінату» (№ 9-1/2012) та «Дослідження та розробка заходів з охорони праці та засобів по зменшенню негативного впливу на навколишнє середовище» (2012-2014 рр.), в яких здобувач брав участь як виконавець. теоретично обґрунтувати та розробити спосіб зниження рівня ґрунтових вод в зонах впливу водосховищ та комплексного багаторівневого інженерного захисту земель від підтоплення;Зясовано основні причини виникнення підтоплення в зоні впливу водосховища, та його вплив на процес підняття рівня ґрунтових вод. У другому розділі на прикладі Запорізької АЕС, яка знаходиться в зоні впливу Каховського водосховища, за допомогою компютерної програми SAPFIR побудована структурно-логічна модель оцінки ризику підтоплення. Здатність утримувати воду є важливою фізичною характеристикою ґрунтів. Удосконалено математичну модель фільтрації ґрунтових вод при підтопленні земель у зоні впливу водосховищ, шляхом зміни коефіцієнта пєзопровідності (а). Визначено, що поліпшення екологічної безпеки може бути досягнуто шляхом вдосконалення ефективних інженерних заходів та впровадження нових способів захисту земель від підтоплення, застосування системних досліджень, визначення рівнів ризику, розроблення та запровадження наукових методологій: природно-кадастрових, еколого-господарських балансів територій, екологічного моніторингу та картографування, регіональних географічних інформаційних систем (ГІС), впровадження заходів спрямованих на попередження розвитку та ліквідацію негативних наслідків цього процесу, надійності та безпечної експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж обєктів підвищеної небезпеки.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, яка вирішує важливу науково-практичну задачу підвищення екологічної безпеки при підтопленні земель в зонах впливу водосховищ шляхом розробки та впровадження нового способу комплексного багаторівневого захисту територій від підтоплення, а також комплексної програми заходів щодо зниження екологічного ризику виникнення надзвичайних ситуацій, повязаних з підтопленням. Визначено, що на підвищення рівня ґрунтових вод на дослідженій території впливають несприятливі метеорологічні умови, порушення водного балансу, підпір водоносного горизонту водами водосховища. Балансовий розрахунок показує, що річне поповнення запасів ґрунтових вод складає 2% від надходження води (атмосферних опадів), що привело до річного підйому рівня ґрунтових вод та, як наслідок, підтоплення земельних угідь і населених пунктів. Розроблено карту-схему підтоплення лівобережжя Каховського водосховища з виділенням подів, ділянок з небезпечним рівнем залягання підземних вод, розташування дренажних систем, яка дозволяє прогнозувати процес підтоплення земель та приймати першочергові заходи. Теоретично обґрунтовано та розроблено спосіб зниження рівня ґрунтових вод та багаторівневого інженерного захисту територій від підтоплення.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, яка вирішує важливу науково-практичну задачу підвищення екологічної безпеки при підтопленні земель в зонах впливу водосховищ шляхом розробки та впровадження нового способу комплексного багаторівневого захисту територій від підтоплення, а також комплексної програми заходів щодо зниження екологічного ризику виникнення надзвичайних ситуацій, повязаних з підтопленням.
У процесі виконання роботи отримано такі підсумкові наукові висновки: 1. Визначено, що на підвищення рівня ґрунтових вод на дослідженій території впливають несприятливі метеорологічні умови, порушення водного балансу, підпір водоносного горизонту водами водосховища. На поверхню дослідженої території загальною площею 625 км2 надходить вологи 11,17 млн. м3/рік. Загальний обсяг води, що йде на випаровування складає 3,7 млн. м3/рік. Річне поповнення води на розрахунковій площі складає 7,47 млн. м3/рік. На перелив через роздільний шар витрачається 2,3 млн. м3/рік води. Балансовий розрахунок показує, що річне поповнення запасів ґрунтових вод складає 2% від надходження води (атмосферних опадів), що привело до річного підйому рівня ґрунтових вод та, як наслідок, підтоплення земельних угідь і населених пунктів.
2. Розроблено карту-схему підтоплення лівобережжя Каховського водосховища з виділенням подів, ділянок з небезпечним рівнем залягання підземних вод, розташування дренажних систем, яка дозволяє прогнозувати процес підтоплення земель та приймати першочергові заходи.
3. Теоретично обґрунтовано та розроблено спосіб зниження рівня ґрунтових вод та багаторівневого інженерного захисту територій від підтоплення. Сутність цього способу у встановленні водного балансу земель в зонах впливу водосховищ, а саме підвищення інфільтрації та горизонтального відтоку водоносного горизонту.
4. Досліджено, що зміна фільтраційних властивостей окремих дільниць, будівництво загально спланованого фільтраційного насипу з системою водовідвідних канав на ґрунтових дорогах та сифонного дренажу підвищить інфільтрацію ґрунтових вод. Робота комплексного багаторівневого інженерного захисту територій від підтоплення можлива при умові спрацювання каскаду Дніпровських водосховищ, зниженню їх рівня в період відлиги, сніготанення, несприятливих метеорологічних умов.
5. Впроваджено спосіб зниження рівня ґрунтових вод та багаторівневого інженерного захисту територій від підтоплення при ліквідації надзвичайної ситуації на території підприємства з зберігання нафтопродуктів СП «Михайлівське ВРН» ТОВ «ЗАПОРІЖНАФТОПРОДУКТПЛЮС». Було не допущено підняття рівня ґрунтових вод до небезпечного рівня - 2 метрів від поверхні землі.
6. Розроблено структурно-логічну модель підтоплення територій обєктів підвищеної небезпеки, яка визначає базисні події, фактори впливу на процес підтоплення. Зменшення таких факторів впливу, як водоупор та фільтрація, приведе до зниження ймовірності виникнення надзвичайних подій та ситуацій повязаних з підтопленням на 12%. Удосконалена математична модель фільтрації ґрунтових вод в зонах впливу водосховищ шляхом зміни коефіцієнта пєзо провідності, а також врахування коефіцієнтів пористості та гравітаційної водовіддачі.
7. Науково обґрунтовано та запропоновано комплекс заходів при підтопленні земель в зонах впливу водосховищ. Контроль за їх виконанням знизить ймовірність виникнення надзвичайних подій та ситуацій, підвищить рівень екологічної безпеки прилеглих територій.
8. Виконано оцінку ефективності запропонованого способу зниження рівня ґрунтових вод та багаторівневого інженерного захисту територій від підтоплення, впровадження комплексу заходів для підвищення екологічної безпеки при підтопленні земель лівобережжя Каховського водосховища. Очікуваний річний економічний ефект становить 286,8 тис. гривень.
Список литературы
1. Буц Ю.В. Аналіз водного балансу території з метою зниження рівня підземних вод / Ю.В Буц, В.А. Цимбал // Збірник наукових праць. Проблеми надзвичайних ситуацій. - Випуск 4. - Харків: УЦЗУ, 2006. - С. 84-89.
Дисертантом проведено розрахунок водного балансу підземних вод дослідженої території.
2. Кремез В.С. Деякі аспекти математичного моделювання підтоплення територій ґрунтовими водами у зонах впливу водосховищ / В.С Кремез, В.А. Цимбал, Ю.В. Буц // Збірник наукових праць. Проблеми надзвичайних ситуацій. - Випуск 10. - Харків: УЦЗУ, 2010. - С. 61-67.
Здобувачем наведена рекомендація щодо обрання типу математичної моделі підтоплення на основі диференційних рівнянь.
3. Цимбал В.А. Прогнозування рівнів ґрунтових вод в зонах їх впливу на заглиблені споруди / В.А. Цимбал // Науковий вісник будівництва. - Випуск 73. - Харків: ХНУБА, 2013. - С. 241-245.
4. Цимбал В.А. Шляхи зниження збитків від підтоплення заглиблених споруд / В.А. Цимбал // Науково-технічний збірник. Проблеми водопостачання та гідравліки. - Випуск 22. - Київ: КНУБА, 2013. - С. 55-58.
5. Цимбал В.А. Зниження рівня ґрунтових вод в зонах впливу на заглиблені споруди / В.А. Цимбал // Строительство, материаловедение, машиностроение.
- Серия: безопасность жизнедеятельности. Сборник научных трудов. - Выпуск 71. - Днепропетровск: ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», 2013. - С. 246-249.
6. Цымбал В.А. Построение структурно-логической модели оценки риска подтопления атомной электростанции / В.А. Цымбал // Международный научно-исследовский журнал. - № 8 (15) 2013. - Часть 2. - Екатеринбург, 2013. - С. 66-69.
7. Цимбал В.А. Опис до деклараційного патенту на корисну модель UA 14967. Спосіб зниження рівня ґрунтових вод / В.А. Цимбал // Бюлетень № 6 від 15.06.2006. Державний департамент інтелектуальної власності. - С. 234-235.
8. Буц Ю.В. Сучасний стан водного балансу території в межах впливу Каховського водосховища / Ю.В. Буц, В.А. Цимбал // Матеріали науково-технічної конференції «Актуальні проблеми наглядово-профілактичної діяльності МНС України». - Харків: УЦЗУ, 2006. - С. 122-123.
Участь дисертанта полягає в проведений аналізу сучасного стану підтоплених територій в межах прибережної смуги Каховського водосховища.
9. Буц Ю.В. Аналіз загроз гідродинамічної небезпеки басейну Дніпра та системи реагування на них / Ю.В. Буц, В.А. Цимбал // Матеріали науково-технічної конференції «Актуальні проблеми наглядово-профілактичної діяльності МНС України». - Харків: УЦЗУ, 2007. - С. 177-179.
Участь дисертанта полягає в проведенні аналізу загроз, повязаних з підтопленням земель.
10. Буц Ю.В. Аналіз впливу метеорологічних факторів на підтоплення прибережних територій Каховського водосховища / Ю.В. Буц, В.А. Цимбал // Збірник наукових праць IV науково-практичної конференції «Охорона навколишнього середовища промислових регіонів як умова сталого розвитку України». - Запоріжжя: ЗДІА, 2008. - С. 170-172.
Дисертантом проаналізовано вплив метеорологічних факторів на підтоплення прибережних територій.
11. Буц Ю.В. Роль метеорологічних факторів у підтопленні прибережних територій в зоні впливу Каховського водосховища / Ю.В. Буц, В.А. Цимбал // Матеріали науково-технічної конференції «Актуальні проблеми наглядово-профілактичної діяльності МНС України». - Харків: УЦЗУ, 2008. - С. 128-130.
Здобувачем досліджено вплив метеорологічних факторів та рівня водосховища на підтоплення земель.
12. Буц Ю.В. Забезпечення техногенно-екологічної безпеки в зоні впливу 17