Компания Гидрострой >> Интересное о гидротехнике >> Курочкина В.А. Часть 1


Курочкина В.А. Часть 1

 

Часть  1 2 3 4

 

Курочкина Валентина Александровна

 

ФОРМИРОВАНИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РУСЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ВОДОТОКАХ  НА

УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

 

Специальность 25.00.36 – Геоэкология (в строительстве и ЖКХ)

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

Москва

2012

 

 

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном

образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Московский государственный строительный университет»

 

 

Научный руководитель:                          доктор технических наук,

профессор

Боровков Валерий Степанович

 

 

Официальные оппоненты:                      Суздалева Антонина Львовна

доктор биологических наук,

профессор, ОАО "Научно-исследовательского института энергетических сооружений", отдел экологических проблем энергетики, начальник отдела

 

Дмитриева Ирина Львовна

кандидат химических наук,

доцент,

ФГБОУ ВПО Московский

государственный университет природообустройства, кафедра химии, доцент

 

Ведущая организация:                               ГУП  «Мосводосток»

 

Защита состоится 27 июня 2012 г. в 14 час 00 мин. на заседании

диссертационного совета Д. 212. 138. 07   при ФГБОУ ВПО

 «Московский государственный строительный университет» по адресу:

129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ауд. №9 «Открытая сеть».

 

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

 

Автореферат разослан  «_______» ____________ 2012 г.

 

Ученый секретарь

диссертационного совета                   Потапов Александр Дмитриевич

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Актуальность диссертационных исследований определяется необходимостью улучшения экологического состояния городских естестественных и искусственных водоемов, находящихся в условиях негативного воздействия комплекса антропогенных и техногенных факторов, приводящих к их прогрессирующему заилению и деградации.

Для разработки инженерных природоохранных мероприятий по реабилитации городских водных объектов необходимы научно-обоснованные методы прогнозирования процессов накопления загрязненных донных отложений, база данных по загрязненности тяжелыми металлами и токсичными веществами, анализ их миграции, из донных отложений в водную массу, обоснованные требования для удаления отложений из речных русел и водоемов.

Для оценки влияния донных отложений на общее экологическое состояние водных объектов и  прилегающих пойменных территорий и зон рекреации рассмотрена возможность оценки экологической опасности загрязненных донных отложений на основе изучения миграции тяжелых металлов в растения, выращенные на грунтах с добавками загрязненных донных отложений.

Область и объекты исследований

Область исследований – формирование и оценка загрязненности донных речных отложений на урбанизированных территориях, процессы переноса примесей из донных отложений в речную воду и миграция тяжелых металлов из загрязненных грунтов в растения.

В качестве объектов исследований миграции соединений тяжелых металлов из загрязненных грунтов в воду и растения выбраны загрязненные донные отложения водных объектов города Москвы и некоторые виды растительных культур.

 

Рабочая гипотеза

Улучшение экологического состояния водных объектов на урбанизированных территориях может быть достигнуто удалением донных отложений с учетом их загрязненности, объемов и распределения в речных руслах с предварительной оценкой их экологической опасности.

 

Цель и задачи исследований

Цель диссертационных исследований - изучение процессов формирования загрязненных донных отложений на урбанизированных территориях, процессы миграции химических соединений тяжелых металлов из загрязненных грунтов в воду и растения для обоснования мероприятий по улучшению экологического состояния городских водных объектов, включая их очистку.

 

Задачи исследований:

1. выявить источники загрязнения водных объектов на городских территориях с оценкой степени влияния каждого из источников на качество воды и состояние речного русла;

2. разработать метод прогнозирования количества загрязненных отложений в речных руслах в пределах урбанизированных территорий для определения объемов загрязненных отложений при очистке русел рек в пределах крупных городов РФ;

3. установить характер и степень влияния факторов, влияющих на осаждение мелкодисперсных взвесей и последующее формирование слоя загрязненных отложений в речных руслах;

4. исследовать загрязненность донных отложений в руслах рек на урбанизированных территориях примесями техногенного и антропогенного происхождения, в том числе соединениями тяжелых металлов

5. исследовать миграцию тяжелых металлов из донных отложений в водную массу в статических условиях, условиях движения воды  а также при разгрузке в водный объект грунтовых вод

6. определить степень перехода соединений тяжелых металлов в растения, выращенные на грунтах с добавками загрязненных донных отложений для оценки их экологической опасности.

 

Метод исследований

Экспериментально-аналитический, с использованием апробированных подходов и зависимостей, отражающих поведение мелкодисперсных взвесей в водном потоке и описывающих диффузионные массообменные процессы между водой и донными отложениями с проверкой полученных зависимостей данными лабораторных измерений, выполненных на сертифицированном оборудовании по стандартным методикам.


Достоверность результатов исследований обусловлена соответствием представлений о гидравлических и физических факторах, определяющих массообменные процессы, результатам ранее проведенных исследований других авторов; применением апробированных методик и стандартной измерительной техники, тщательным проведением основных и контрольных опытов.

 

Научная новизна результатов исследований:

1. Установлены источники загрязнения водных объектов на городских территориях с оценкой степени их влияния на качество воды и состояние речного русла.

2. Разработан метод прогнозирования количества загрязненных отложений в речных руслах в пределах урбанизированных территорий, определены объемы загрязненных отложений при очистке русел рек в пределах крупных городов РФ.

3. Установлены особенности осаждения взвесей в водном потоке, определены факторы, влияющие на формирование слоя загрязненных отложений в речных руслах.

4. Установлена высокая степень загрязненности донных отложений в руслах рек на урбанизированных территориях примесями техногенного и антропогенного происхождения, в том числе соединениями тяжелых металлов, концентрация которых в некоторых случаях превышает в десятки и сотни раз ПДК для воды.

5. Исследованы миграция тяжелых металлов из донных отложений в водную массу в статических условиях, в условиях движения воды с различной скоростью и при разгрузке грунтовых вод в водный объект. Установлена зависимость диффузионного процесса от концентрации примесей в растворах поровых отложений, крупности частиц, гидравлических характеристик водного потока и скорости фильтрации.

6. Определена степень перехода соединений тяжелых металлов в растения, выращенные на грунтах с добавками загрязненных донных отложений для оценки их экологической опасности.

 

Практическая значимость исследований заключается:

• в научно-методическом обеспечении методов воздействия на процессы формирования загрязненных русловых отложений и их удаление для улучшения экологического состояния водных объектов на урбанизированных территориях;

• оценке степени экологической опасности загрязненности речных русел, затапливаемых пойм и зон рекреации при экологическом мониторинге водных объектов;

• усовершенствовании учебного процесса по специальности «Инженерная защита окружающей среды».

 

На защиту выносятся:

• метод прогнозирования количества загрязненных отложений в речных руслах в пределах урбанизированных территорий;

• зависимости, характеризующие распределение взвесей в водном потоке и осаждение их в речное русло;

• состав и степень загрязненности донных отложений в руслах рек на урбанизированных территориях примесями техногенного и антропогенного происхождения, в том числе соединениями тяжелых металлов;

• методика экспериментальных модельных исследований.

• зависимость скорости миграции примесей из отложений от их концентрации в поровых растворах, крупности частиц, гидравлических характеристик водного потока и скорости инфильтрации;

• коэффициенты перехода соединений тяжелых металлов в растения, выращенные на грунтах с добавками загрязненных донных отложений;

 

Апробация диссертации

Результаты исследований обсуждались на совместном заседании кафедр инженерной геологии и геоэкологии, гидравлики, гидроэнергетики и использования водных ресурсов Московского государственного строительного университета, а также:

- на 4-й научной конференции молодых ученых, МГСУ, 2001;

-XIII Международной межвузовской научно-практической конференции «Строительство – формирование среды жизнедеятельности», апрель 2010 г.

Основные положения диссертации опубликованы в 8-и научных статьях, в том числе 7 в рецензированных изданиях, рекомендованных ВАК.

 

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, включающих общие выводы и рекомендации, списка литературы и приложений; работа изложена на 185 страницах машинописного текста  включая 56 рисунков  и 27 таблиц.

 

 

Часть  2 3 4