Энергетика

Гидротехнические сооружения (ГТС).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В СИСТЕМЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Разработка экологических разделов технико-экономического обоснования

Природоохранная деятельность в строительной индустрии многопланова, так как охватывает различные сферы хозяйственной и иной деятельности. Это добыча и производство строительных ма­териалов, собственно строительство и эксплуатация зданий, стро­ений, сооружений и иных объектов в населенных пунктах и на территории регионов, а также обеспечение строительства различ­ными видами работ и услуг других отраслей хозяйства. Здесь наи­более широко используются все требования в области охраны окру­жающей среды, установленные различными федеральными, региональными и муниципальными законодательствами. Это относит­ся не только к сфере строительной индустрии, но и к требовани­ям, применяющимся для обеспечивающих отраслей хозяйствен­ной и иной деятельности.

Строительство и реконструкция зданий, строений, сооруже­ний и иных объектов должны осуществляться по утвержденным проектам, имеющим положительные заключения государственной экологической экспертизы, с соблю­дением требований в области охраны окружающей среды, а также санитарных и строительных требований, норм и правил. Запреща­ется строительство и реконструкция зданий, строений, сооруже­ний и иных объектов до утверждения проектов и отвода земельных участков в натуре, а также изменение утвержденных проектов в ущерб окружающей среде.

При планировании и застройке городских и сельских поселений должны соблюдаться требования в области охраны окружаю­щей среды, приниматься меры по санитарной очистке, обезвре­живанию и безопасному размещению отходов производства и по­требления, соблюдению нормативов допустимых выбросов и сбро­сов веществ и микроорганизмов, а также по восстановлению при­родной среды, рекультивации земель, благоустройству террито­рий и иные меры, соответствующие законодательству. Создаются защитные и охранные зоны, в том числе СЗЗ, озелененные терри­тории, зеленые зоны, включающие в себя лесопарковые зоны и иные изъятые из интенсивного хозяйственного использования территории с ограниченным режимом природопользования.

При осуществлении всех видов градостроительной деятельности обязательному исполнению подлежат государственные градо­строительные нормативы и правила — нормативно-технические документы, разработанные и утвержденные федеральным органом архитектуры и градостроительства субъектов РФ.

При этом в гра­достроительную документацию в соответствии с заданием на ее разработку включаются разделы об охране окружающей среды, рациональном использовании природных ресурсов и землеустрой­стве,

Анализ и оценку состояния городской среды осуществляют по санитарно-гигиеническим критериям и нормам: ПДК вредных примесей в атмосферном воздухе, допустимому уровню шума и напряженности электромагнитного поля в городской застройке. Принципиально важной для решения градостроительных задач является разработка дифференцированных в зависимости от кли­матических особенностей различных районов России проектируе­мых параметров окружающей среды. На основе микроклиматической оценки территории дополни­тельно рассчитывают возможное влияние элементов города на микроклиматические условия.

Основным градостроительным документом является Генераль­ный план города, определяющий условия формирования среды жизнедеятельности, направления и границы развития городских поселений, зонирование территорий, развитие инженерной, транс­портной и социальной инфраструктуры, градостроительные требо­вания к сохранению объектов историко-культурного наследия и особо охраняемых природных территорий, экологическому и санитарно­му благополучию в интересах государства и населения.

Утверждение норм проектирования и проектной документации, а также ввод в эксплуатацию объектов допускается при наличии санитарно-эпидемиологических заключений о соответствии таких объектов санитарным правилам (СанПиН 2.1.2.1002-00 и СанПиН 2.2.1./2.1.1.1031-01).

Согласно Градостроительному кодексу РФ при разработке градостроительной документации создаются схемы зонирования тер­риторий, являющиеся основой для реализации требований охра­ны окружающей среды. Зонирование территорий направлено на обеспечение благоприятной среды жизнедеятельности и. защиту от воздействия чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, предотвращение чрезвычайной концентрации населения и производства, загрязнения окружающей среды, охрану и использование особо охраняемых природных террито­рий, в том числе природных ландшафтов и историко-культурных объектов.

Ограничения на использование территорий для осуществления градостроительной деятельности устанавливаются в следующих зонах:

· охраны памятников культуры, историко-культурных комплек­сов и объектов;

· особо охраняемых природных территорий, округов санитарной (горно-санитарной) охраны;

· водоохранных, санитарных, прибрежных защитных и санитарно-защитных;

· залегания полезных ископаемых;

· подверженных воздействию чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

· чрезвычайных экологических ситуаций и экологического бед­ствия;

· экстремальных природно-климатических условий.

В городских поселениях и населенных пунктах могут устанавли­ваться территории следующих видов:

· жилые (селитебные) зоны;

· общественно-деловые зоны;

· производственные (промышленные) зоны;

· санитарно-защитные зоны (СЗЗ);

· зоны инженерной и транспортной инфраструктуры;

· рекреационные зоны;

· зеленые зоны;

· зоны специального значения;

· зоны военных объектов, иные зоны режимных территорий.

В территориальных зонах могут выделяться подзоны, особенно­сти которых определяются градостроительным регламентом и ограничениями на их использование, установленными законода­тельством РФ об охране окружающей среды, законодательством РФ об охране памятников истории и культуры, иными законода­тельствами РФ.

Территориальные зоны могут включать в себя территории общего пользования, занятые площадями, улицами, проездами, до­рогами, набережными, скверами, бульварами, водоемами и дру­гими объектами. Территории общего пользования в городских по­селениях предназначены для удовлетворения общественных инте­ресов населения.

В СЗЗ промышленных, коммунальных и складских объектов не допускается размещение жилых домов, дошкольных образователь­ных учреждений, общеобразовательных учреждений, учреждений здравоохранения и отдыха, физкультурно-оздоровительных и спортивных сооружений, садоводческих, дачных и огороднических кооперативов. Величина (ширина) санитарно-защитных зон ко­леблется от 1000 до 50 м и зависит от класса воздействия предпри­ятия на окружающую среду (от I до V). Зеленые насаждения в ней должны занимать не менее 40 % территории.

Могут также разрабатываться функциональные схемы использования территорий.

Таким образом, требования в области охраны окружающей сре­ды в Градостроительном кодексе Российской Федерации и во всех сферах градостроительной индустрии охватывают широкий круг вопросов, включающих обязательные условия и ограничения, установ­ленные соответствующими законами, природоохранными норма­тивами, правилами застройки, ГОСТами и иными нормативными документами. неукоснительное соблюдение требований СНиП 12-03-2001. Безопас­ность труда в строительстве. Часть 1. «Общие требования», совер­шенствование системы управления окружающей средой и обеспе­чения экологической безопасности в строительстве".

Наряду с техногенным функционально-коммуникативным каркасом, градостроители выделяют экологический каркас городской территории, представляющий территориально связанную систему зеленых насаждений, водных пространств и участков под травяни­стой растительностью и сельскохозяйственными землями.

При районировании городской территории необходимо сочетание как градостроительных, так и ландшафтоведческих таксонов. В идеале природная составляющая градотаксономических по­строений, кроме рельефа и характера горных пород, должна учи­тывать и особенности самоочищения территории (проветриваемость воздушного бассейна, направление гравитационных пото­ков, экспозицию склонов, т.е. векторные (потоковые) и скаляр­ные позиционные характеристики типа «выше - ниже», «север­нее - южнее»). Здесь необходим учет ярусности рельефа и его экс­позиции, что достижимо лишь при крупномасштабном райони­ровании.

Интегрированная градостроительная модель включает две взаи­мосвязанные и дополняющие друг друга модели — природно-ландшафтную и эколого-функциональную.

Природно-ландшафтная модель районирования представляет городскую территорию как мозаику городских урочищ, водосборных бассейнов разного по­рядка, ярусов и ступеней рельефа и склоновых полос.

Эколого-функциональная модель разделяет городские земли на участки компактной (массивной) и линейной формы, дифференцирован­ные по природно-ресурсным и природоформирующим потенци­алам и выполняющие различную роль в детериорации (загрязне­нии, технотрансформации) и мелиорации природных элементов городской среды.

Линейные структуры различного генезиса образуют техногенные, природно-техногенные и природные сети, в совокупности формирующие структурно-динамический каркас городской гео­системы.

В содержание ландшафтно-экологического анализа вхо­дят следующие направления исследований:

· разделение городской территории на ландшафтные районы, подрайоны, местности, урочища, водосборные бассейны, ярусы рельефа;

· создание эколого-функциональной модели путем разбивки го­родской территории на матрицы, пятна и сети различного эколо­гического потенциала;

· выполнение матрично-сетевого анализа территории города и пригородной зоны;

· анализ и оценка антропогенно-техногенной нарушенной городской и пригородной территорий;

· получение показателей трансформации природного ландшафта городской застройки;

· определение ресурсного потенциала, экологической емкости потенциальной и актуальной устойчивости ландшафтных участков и местностей к техногенному воздействию;

· анализ демографической, социально- и медико-экологическое ситуаций в пределах жилой застройки.

Ландшафтно-экологический прогноз представляет вероятностную оценку возможных тенденций изменения экологического состоя­ния городской среды в зависимости от разных сценариев развития города (оценка последствий планируемых технических и хозяй­ственных мероприятий, состояния экономики, развития демогра­фической ситуации и пр.).

Градоэкологический диагноз, выполненный на ландшафтно-экологической основе, подразумевает достаточно сжатую, нагляд­ную и комплексную оценку состояния как всей территории города и пригородного окружения, так и отдельных микрорайонов.

На основе показателей суммарной загрязненности и суммарной нарушенности и при их последующей оценке делается вывод об экологической обстановке на изучаемой городской тер­ритории.

Комплексные градоэкологические характеристики все же не дают детального представления о «критических» показателях изучаемой территории. В предпроектных и проектных работах требуются и более детальные аналитические показатели экологического состояния. К ним относятся:

· плотность и местоположение природных и техногенных сетей и данные массоэнергообмена в них (общая длина и относительная плотность коммуникаций, городского водопровода и канализационной сети, общая длина, относительная плот­ность автомагистралей, напряженность автотранспорта на них);

· анализ сетевых узлов, их локализации в бассейновой структуре природно-ландшафтного районирования;

· площадь и относительная доля подтопленных, переувлажненных, «запечатанных» территорий города;

· геохимический «портрет» загрязнения природных сред вредными выбросами;

· доля зеленых насаждений к общей площади города и количе­ство зеленых насаждений на одного жителя в м²;

· плотность городской застройки;

· плотность городского населения;

· заболеваемость и смертность в год;

· наибольшая и средняя мощность и площадь техногенных отло­жений;

· плотность пылевых выпадений на одного жителя и единицу площади;

· количество зон с превышением уровня физических воздействий по сравнению с нормативными;

· количество и площадь зон с выбросами твердых, жидких и газообразных отходов; места их хранения, емкость и технологич­ность.

Заключительным этапом ландшафтно-градоэкологических исследований является разработка прогноза развития экологической обстановки в городе с целом или в пределах отдельного земельно­го отвода.

Ландщафтно-градоэкологический прогноз строится на разные сроки и разрабатывается, исходя из разных сценариев развития города. Под сценарием городского развития имеется в виду преж­де всего выбор приоритетных направлений территориального ро­ста города и. характера реконструкции его старой застройки. По­добные мероприятия отражаются в Генеральном плане города и планах застройки и реконструкции отдельных городских терри­торий.

Итогом ландшафтно-градоэкологического прогноза выступает план мероприятий по стабилизации и улучшению экологической и санитарно-гигиенической обстановки в городе и его окрестностях.

В экологических разделах технико-экономического обоснования (ТЭО) производится обоснование размещения, проектирования, строительства объектов, влияющих на состояние основных ком­понентов окружающей среды.

Для определения количества производственных сточных вод в разных отраслях промышленности устанавливаются укрупненные нормы водопотребления и водоотведения. В них входят вес расходы воды на предприятии: производственные, хозяйственно-питьевые и бытовые. Эти нормы выражаются в 1 м³ на единицу готовой про­дукции или используемого сырья, например, расход воды на еди­ницу площади гальванических покрытий или 1 т пара.

Исходя из укрупненных норм, для каждого предприятия устанавливают нормы водопотребления и водоотведения. Нормой водопотребления считается целесообразное количество воды, не­обходимое для производственного процесса, рекомендуемое с учетом специфики данного предприятия. Нормой водоотведения счи­тается установленное среднее количество сточных вод (очищен­ных и бытовых, фильтрационных из прудов-осветителей и т.д.), отводимых от производства в водоем при целесообразном водопотреблении. На основании норм и водохозяйственных балансов назначаются лимиты водопользования, под которыми понимают­ся предельно допустимые объемы водных ресурсов и сброса сточ­ных вод нормативного качества.

В целях поддержания состояния водного объекта в соответствии с экологическими требованиями нормируются объемы предельно допустимого безвозвратного изъятия воды и устанавливаются, тре­бования к экологическим попускам (сброс воды из водохрани­лищ). Основным критерием при этом служит положение о том, что в водных объектах должно оставаться такое количество воды, которое обеспечивало бы не только их экологическое благополу­чие, но и необходимые условия водопользования. Определение минимально допустимого стока воды в реке или уровня в водоеме является комплексной проблемой, учитывающей экологические аспекты, санитарные нормы и потребности в воде других водопользователей.

Конструктивные особенности техни­ческих систем экологической безопасности (ТСЭБ) весьма разнообразны. Однако базовые принципы создания природоохранных технологий, примененные к конкретным условиям производства с учетом природных особенностей территорий и современного состояния их экосистем, позволяют выполнить экологичес­кое обоснование проектов и оценить масштабы их использования. Можно рассмотреть примеры практического исполь­зования ТСЭБ.

Существует несколько видов ГТС:

- ГТС морского шельфа (платформы, буровые установки, трубопроводы и т.д.);

- ГТС морского побережья (берегозащитные сооружения и др.);

- ГТС на реках, озерах и водохранилищах;

- ГТС на водных путях и портах;

- гидротранспортные, дренажные и польдерные системы.

Гидротехнические сооружения являются источниками повышен­ной экологической опасности. В целях предотвращения аварий и негативных последствий функционирования ГТС для действующих объектов создается декларация безопасности, которая служит ос­новным документом, обосновывающим их надежность, т. е. соответствие критериям безопасности, проекту, действующим инже­нерно-экологическим нормам и правилам. При составлении дек­ларации должны быть определены все возможные источники опас­ности, а также произведено полное выявление степени опасности ГТС и разработаны сценарии возможных аварий. Ее главной зада­чей является предупреждение возникновения чрезвычайных ситу­аций, которые могут повлечь человеческие жертвы, ущерб здоро­вью людей и окружающей природной среде (в первую очередь, водной). В связи с этим сам документ можно считать одной из раз­новидностей экологического паспорта природопользователя.

Экологическая оценка ТЭО проектов ГТС охватывает все стороны взаимодействия объекта с компонентами окружающей сре­ды, в том числе использование следующих средств и методов гид­ротехнического обеспечения:

· регулирование стока посредством водохранилищных гидроузлов;

· создание подпоров воды путем строительства русловых водоподпорных сооружений;

· дноуглубительные работы и регулирование русел;

· перекрытие пойменной гидрографической сети глухими дамба­ми-переездами;

· перекрытие пойм насыпями и дамбами обвалования (дорог, прудов рыбхозов, оросительных систем и участков);

· рыбозащитные и рыбопропускные сооружения.

Среди приоритетных природоохранных мероприятий на эксплуатируемых ГЭС выделяются общие технические решения по обес­печению экологической безопасности:

· восстановление утраченных элементов природной среды;

· защита компонентов природно-технической системы;

· имитация естественных условий;

· мониторинг природно-технической системы;

· создание благоприятных условий проживания людей.

Важно учиты­вать экологические воздействия гидротурбинного оборудования, характеризующегося большим спектром негативных последствий: травмирование гидробионтов, загрязнение водной среды нефте­продуктами, шум, вибрация и др.

При производстве 1 кВт.ч. электроэнергии на ТЭС тепловые отходы в атмосферу и воду составляют соответственно 400 и 135 ккал, на АЭС — 130 и 1900 ккал. Средняя АЭС производитель­ностью 3000 мВт электроэнергии за 1 ч производит более 5 млрд ккал бросового тепла.

Охлаждающая способность поверхности воды варьирует в зависимости от ветра и температуры от 7 до 36 ккал в час на 1 м² на каждый градус разницы между температурой воды и воздуха. Следовательно, для рассеивания тепла станции мощностью 3000 мВт требуется 1800 га водной поверхности.

Традиционный подход к снижению аэротехногенного воздействия на окружающую среду предприятий ТЭК основан на оценке их природоохранной деятельности по количеству уловленных вредных веществ в системах очистки. Он предполагает оптимизацию технологических процессов по критериям экологи­ческой безопасности на всех этапах технологической цепочки производства тепла и электроэнергии из органического топлива: вы­бор топлива, топливоподготовка, сжигание топлива, очистка отходящих газов, эмиссия загрязняющих веществ в окружающий воздушный бассейн.

Такие свойства, как высокая токсичность, широкое распространение в атмосфере, относительно длительные сроки пребывания в ней, ко­торые выделяют из состава отходов ТЭК оксиды серы, азота, углерода и золу, содержащую тяжелые металлы. Именно эти примеси имеют наибольшую долю в объеме валового выброса загрязняющих веществ предприятиями ТЭК в окружающую среду.

Для тепловой энергетики основная эколого-экономическая проблема - выбор топлива (мазут, уголь, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина). Критерием выбора является максимальный эколого-экономический эффект, заключающийся в экономически обоснованном использовании топлива в техноло­гическом процессе производства энергии с минимальным ущер­бом для окружающей природной среды. С этой целью в ТЭО про­водится анализ технических характеристик топлива — зольности, сернистости, влажности и теплоты сгорания, а затем осуществля­ется выбор рациональных технологических элементов:

на этапе топливоподготовки предусматривается обессеривание топлива, использование технологии гидротоплив, комбинирова­ние топлива с коммунально-бытовыми отходами и отходами деревопереработки;

на этапе сжигания топлива используется ввод рециркуляцион­ных газов, снижение коэффициента избытка воздуха, двустадий­ное сжигание топлива, использование паровых форсунок;

на этапе пылегазоподавления проектируются электрофильтры, термическая нейтрализация.

Предприятия ТЭК оказывают значительное воздействие на вод­ные объекты, в основном, в форме теплового загрязнения, кото­рое приводит к целому комплексу как прямых, так и косвенных отрицательных следствий: в 5 — 6 раз увеличивается испарение воды и, в результате, значительно повышается минерализация вод, на­рушается карбонатно-кальциевое равновесие, в подогретых водах снижается растворимость кислорода. В типовом водоеме-охладите­ле сдвиг даты весеннего очищения ото льда почти линейно связан с тепловой нагрузкой. В условиях подогрева биологическая продуктивность водоема-охладителя резко возрастает, нарушается баланс продукционно-деструкционных процессов в биоценозе, ускоряются процессы эвтрофирования.

Предприятия ТЭК, работающие на твердом топливе, нуждают­ся в размещении золошлакоотвалов, что порождает самостоятель­ные экологические проблемы.

Повышение энергосбережения и экологической безопасности энергетики необходимо рассматривать комплексно по всем трем составляющим ТЭК:

добыча, обработка и транспортировка топлива;

генерация энергии;

транспортировка и потребление энергии.

Все упомянутые основные воздействия необходимо учитывать при разработке ТЭО энергетических объектов. Одновременно надо помнить о достаточно широком наборе нетрадиционных источни­ков энергии, что открывает целый ряд альтернатив.

Дата добавления: 2014-01-04