Современные научно-технические достижения в области экологии

Классификация инженерных систем и их влияния на окружающую среду и здоровью населения. (Лекция № 2-3)

История развития инженерных систем, сетей и оборудование, классификация наук, научно – технический прогресс и научно – техническая революция. Состояние проблемы, цель и задачи курса. Современные научно – технические достижения в области экологии.

Основные мероприятия по инженерной подготовке территорий населенных мест, разрабатываемые в виде поясняющих инженерных схем с соответствующим обоснованием их целесообразности и экономичности, являются обязательными градостроительными документами.

К мероприятиям по инженерному освоению территорий населенных мест относятся: подготовка территории для застройки, включающая вертикальную планировку и отвод поверхностных вод; устройство дорог, озеленение, а также решение санитарно-технических вопросов (размещение сооружений водопровода, канализации, электро-, тепло - и газификации и их подземных сетей).

В проекте инженерной подготовки необходимо предусмотреть применение современных видов инженерного оборудования и благоустройства территорий с учетом экономичности и простоты их осуществления.

При реконструкции и новом строительстве жилых районов и микрорайонов следует учитывать возможности присоединения подземных сетей к существующим сетям инженерного оборудования при достаточном обосновании следует и соседние населенные места системы группового расселения.

Все мероприятия по инженерной подготовке нужно разрабатывать с учетом очередности застройки и в комплексе с работами по устройству улиц, проездов и инженерному оборудованию территории строительства. Работы по инженерной подготовке и благоустройству территории необходимо обосновать одновременно с разработкой проекта планировки и застройки и осуществлять до начала нулевого цикла строительных работ на площадке.

Основными видами инженерного оборудования населенных мест являются сооружения водоснабжения, канализации, электротеплогазоснабжения. К сооружениям водоснабжения городов относят водоприемники, насосные станции подъема и подачи воды, очистные сооружения, водонапорные резервуары, водоотводы, разводящую сеть водопровода, к сооружениям канализации – очистные сооружения, выпуски в водоемы, главные коллекторы и канализационную сеть.

Сооружения электроснабжения включают тепловые и гидроэлектростанции, понизительные подстанции, трансформаторные пункты и электрические сети низкого и высокого напряжения. К сооружениям теплоснабжения относят теплоэлектростанции, отопительные, котельные и тепловые сети.

К сооружениям газоснабжения относятся газгольдерные станции высокого, среднего и низкого давления, газорегуляторные пункты, газораздаточные станции и газовые сети.

Инженерные сети подразделяют на городские магистральные; разводящие уличные и микрорайонные сети; основные загородные магистрали; домовые вводы и присоединения.

Элементами инженерных подземных сетей являются трубопроводы водоснабжения, канализации, бензо -, газо - и нефтепроводы, кабели тока высокого напряжения и слаботочные.

Выбор схемы прокладки сетей (наземный, надземный или подземный) нужно обосновать технико-экономическими расчетами с учетом стоимости строительства и эксплуатации, а также обеспечения удобства и безопасности при ремонтах. Для размещения инженерных сетей составляют совмещенный план коммуникаций, чтобы занять ими наименьшие участки территории и увязать со зданиями и сооружениями.

При размещении сетей различного назначения рекомендуется применять совмещенную прокладку их в общих коллекторах, траншеях, каналах или на эстакадах с соблюдением соответствующих санитарных и противопожарных требований и правил безопасности эксплуатации.

Расположение и габариты надземных инженерных сетей и коммуникаций (мачты, отдельные стойки), транспортных и коммуникационных эстакад не должны стеснять движения транспорта и людей, влиять на фундаменты прилегающих зданий в процессе строительства и при ремонте. Они не должны выходить из установленных габаритов и пересекаться с железнодорожными путями, автомобильными дорогами и электросетями.

Таким образом, актуальным следует считать исследования эксплуатационного износа жилых зданий и инженерных систем, особенно в крупных городах, где состояние окружающей среды в различных районах вызывают значительные колебания параметров длительности безотказной работы единичных элементов и узлов. Разброс в лагах эксплуатационного износа достигает значительных величин, что становит в современных условиях экономически не эффективным использование единой системы планово-
предупредительных ремонтов. При этом представляется целесообразным переход на установление сроков восстановления отказов по фактическому износу конкретных зданий, элементов, систем.

Эффект их восстановления по фактическому отказу требует научно-обоснованного исследования и выработки принципов организации мониторинга по сплошному наблюдению состояния жилищного фонда, выявлению закономерностей потоков отказов и практической реализации рациональной схемы их восстановления.

2 Состояние проблемы, цель и задачи курса. На городской территории и в местах расположения промышленности загрязняются атмосферный воздух, водоемы и грунтовые воды и без охранных мероприятий ухудшается состояние всех видов природного окружения населенных мест. При этом чем, крупнее город, тем труднее достичь в нем экологического равновесия.

В законе об охране природы предусмотрены мероприятия по развитию и охране благоприятных природных условий, не допускающие нарушения режима функционального использования водных пространств, зеленых массивов и почвенного покрова, а также загрязнения воздушной среды.

В генеральных планах населенных мест и в схемах районной планировки необходимо резервировать участки высококачественного природного ландшафта, подлежащие охране в пределах городских территорий и вне их. В целях предохранения воздушных бассейнов городов от вредных выбросов и стоков различных производств следует предусматривать усовершенствование устройства на предприятиях, исключающие выбросы в атмосферу вредных газов или доводящие содержание вредных примесей до концентраций, допустимых по санитарным требованиям. Недопустимо также загрязнять открытые водоемы и подземные источники водоснабжения, а также почвы вредными стоками от предприятий.

При планировке, застройке и благоустройстве населенных мест необходимо предусматривать проветривание их территорий с учетом озонирования их воздухом из окружающих зеленых массивов.

Современные научно-технические достижения в области экологии

Для создания здоровых санитарно-гииенических условий в городах кроме рационального размещения промышленных предприятий, удаления от жилья заводов с выделениями вредных выбросов необходимо предусматривать также мероприятия, обеспечивающие полную очистку выбросов.

Обеспечение благоприятных, здоровых условий проживания населения городов, поселков и сел среди живописной природной среды является основной задачей градостроительства. В связи с этим на необходимость выполнения мероприятий по дальнейшему оздоровлению условий жизни в городах и других населенных местах и отдыха в пригородах и их благоустройству, а также бережливому отношению к окружающей их природной среде и ландшафту новых и реконструируемых населенных мест неоднократно указывали партия и правительство в своих постановлениях.

Важное значение для создания здорового микроклимата в населенных местах имеют зеленые насаждения на их территориях и в пределах пригородных зон. Необходимо предусматривать озеленение набережных, водоемов, которые улучшают микроклимат и преобразуют ландшафт городской территории.

В мероприятия по оздоровлению природной среды входят инженерное благоустройство береговых территорий, ликвидация заболоченностей и мелких водоемов или превращение их после очистки и углубления в проточные и т.п.

Чистота воздушного бассейна населенных мест обеспечивается также функциональным зонированием территории населенных мест, предопределяющим благоприятное взаимное размещение промышленных предприятий и жилых зон в соответствии с санитарной классификацией производств, защитными зонами между ними, недопущением переуплотненности жилой застройки, возможностью обводнения городской территории и т.п.

Эти требования, предусмотренные нормами, обязательны при проектировании и строительстве населенных мест, а также при эксплуатации промышленных и гражданских зданий и благоустройстве их территорий.

Для наиболее эффективной охраны природной среды населенных мест и обогащения природного ландшафта их территории и прилегающей к ним пригородной зоны рекомендуется разрабатывать особый план их ландшафтного преобразования и охраны воздушной среды. В обобщающем виде такие предпосылки следует предварительно предусматривать в схемах районной планировки экономических районов, решая оптимально вопросы создания обогащенного ландшафта в целом на территории всего района.

3. Инженерные системы населённых пунктов и промышленных предприятий 3.1. Водоснабжение. (Лекция № 4-5)

Системы водоснабжения. Источники водоснабжения и потребители воды. Природные воды, их классификация, санитарно-гигиеническая оценка и анализ антропо - техногенного влияния на состояние водных объектов Нормы и режимы водопотребления. Удельные расходы и коэффициенты не равномерности водопотребления. Режим и график водопотребления системы хозяйственно-питьевого, противопожарного и производственного водоснабжения Водозаборные сооружения. Водозаборы из поверхностных и подземных источников

Водоснабжение, или системы водоснабжения, называется комплекс сооружений, предназначенной для приема воды из источников, перекачки, отчистки, хранения запасов воды и транспортирования её к местам потребления. Упрощенная начертания систем водоснабжения на плане объекта называется схемой водоснабжения.

Система водоснабжения классифицируют по ряду признаку.

По роду обслуживающих объектов водоснабжение делят на городское, поселковое, промышленное и с/х.

По назначению различают следующие системы водоснабжения: хозяйственную – для удовлетворения питьевых и хозяйственно бытовых нужд; производственную – для снабжения водой одно или нескольких промышленный предприятий или отдельный цехов; противопожарную, подающую воду для тушения пожара; объединенные, которые предназначаются для одновременного удовлетворения различных нужд (например, хозяйственно противопожарная система или производственно – противопожарная система).

По характеру использования природных источников различают водопроводы, получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т.д.); водопроводы использующие подземные воды, (артезианские, родниковые и тому подобное); водопроводы смешанного питания, при использования различных видов источников.

По способам подачи воды различают водопроводы самотечные (гравитационные) и с механической подачей воды (с помощью перекачки насосами воды).

Производственные водопроводы различаются по способу (кратности) использования воды. Прямоточные системы (с однократным использование); оборотные системы; системы с повторным (последовательным) использованием воды.

На рис. Общая схема водоснабжения города, использующегося речной водой. В этом случае вода при помощи водоприемника 1 забирается из источника и по самотечным водоводам 2 поступают в береговой колодец 3. далее насосами 4 первого подъема вода подается в сооружения для очистки 5 (осветления, фильтрование 6 и дезинфекция). Из этих сооружений очищенная вода поступает в резервуар чистой воды 7, откуда насосами второго подъёма 8, она подается в водопроводную сеть трубопроводов 9, часть воды аккумулируется в баке водопроводной башни 10; по магистральным водопроводам сети вода транспортируется в различные районах города, далее по сети распределительных труб и по домовым ответвлениям – к отдельным потребителям. При наличии в источнике воды, по качеству удовлетворяющий требованием потребителей, необходимость постройки очистных сооружений отпадает. При этом иногда отпадает надобность насосной станции второго подъема и вода подается насосами первого подъема по водоводам в бак водопроводной башни и в сеть труб.

Всякий источник водоснабжения подвержен загрязнению. Река загрязняется по мере застройки от берегов, появление пляжей, место водопоя скота, карьера для вымывки песка и п.р.

Грунтовые воды неглубокого залегания загрязняются через почву. Глубокие подземные воды могут загрязнятся через соседние без действующие скважины, вследствие не исправности канализационных трубопроводов и д.р. причин.

Зоны санитарной охраны должны предусматриваться на всех проектируемых и реконструированных водопроводах питьевого назначения в целых обеспечения их санитарно – эпидемиологической надежности. Зоны санитарной охраны водопровода должны включать зоны санитарной охраны источника водоснабжения, в том числе водопроводящего канала, и зоны санитарно охраны площадок водопроводных сооружений и водоводов. Зона санитарной охраны должны состоять: для источника водоснабжения – из первого и второго поясов, для водопроводных сооружений – из первого пояса; для водоводов – из второго пояса.

Проект зоны санитарной охраны водопровода и санитарных мероприятий, проводимые в зонах, должны согласовываться с органами санитарно – эпидемиологической службы.

На территории первого пояса запрещается: все виды строительства, проживания людей, выпуск стоков, купания, водопой и выпас скота, стирка белья, рыбная ловля, применения для растений ядохимикатов, органических и некоторых видов минерального удобрения. Здания, находящиеся на территориях первого пояса зоны санитарной охраны, должны быть канализованы.

Территории первого пояса источника водоснабжения, площадок водопроводных сооружений, а также участков водопроводящих каналов в переделах населенных пунктов должна быть ограждена заборами и озеленена.

При проектировании второго пояса зоны санитарной охраны источника водоснабжения следует учитывать:

1. все виды строительства разрешаются органами санитарной эпидемиологической службы с которыми согласовываются сроки проектирования и строительства;

2. благоустройства промышленных предприятий, населенных пунктов и жилых зданий для предохранения почвы и источника водоснабжения от загрязнения, для чего должны предусматриваться организованные водоснабжения, канализования, устройства водопроницаемых полов в скотных дворах, конюшнях, и др., хоз. бытовые и производственные сточные воды, выпускаемые в открытые водоемы, входящие во второй пояс, должны иметь повышенную степень очистки;

3. запрещаются загрязнение водоемов и территории сбросам нечистот, мусора, навоза, промышленных отходов и ядохимикатов;

4. при использовании каналов и водохранилищ в качестве источников водоснабжения должна предусматриваться периодическая очистка их от отложений ила на дне и удаление водной растительности.

5. использование химических методов борьбы с зарастанием каналов и водохранилищ допускается в случаи применения препаратов, разрешенных органами санитарно – эпидемиологической службы.

6. инженерные мероприятия, предусмотренные в проекте зоны санитарной охраны водопровода, требующие разработки отдельных проектов, выполняющиеся за счет средств предприятий, вызывающие санитарное неблагополучие территорий и акваторий.

Нормы и режимы водопотребления. Удельные расходы и коэффициенты неравномерности водопотребления. Режим и график водопотребления системы хозяйственно- питьевого, противопожарного и производственного водоснабжения.

Хозяйственно- питьевое водопотребление неравномерно как по часам суток, так и по суткам. Часовые колебания могут быть представлены примерным графиком (рис), на котором по оси абсцисс отложены часы суток, а по оси ординат- величины потребления и подачи воды за каждый в процентах от суточного водопотребления. В сумме все часовые расходы должны составить 100%, т.е. суточное водопотребление объекта.

В расчетах колебания водопотребления учитывается коэффициентами неравномерности К_сут, К_ч. Через Q_сут и Q_ч обозначаются в соответствующие расходы воды в сутки и в час.

Количество воды, потребляемое населением города (поселка) за сутки, отнесенное одному жителю, выражаемое в литрах, называется нормой хозяйственно- питьевого водопотребление. Эти нормы в населенных местах рекомендуется принимать согласно СНиП II-31-74.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды (м³/сут) на хозяйственно- питьевые нужды в населенном пункте следует определять по формуле.

Q_{сут, ср}= q_ж* N/100;

где: q_ж- норма водопотребления 1 жителя, л/сут; N- расчетное число жителей.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления.

Q_сутмах= К_{сут, мах*} Q_{сут, ср};

Q_{сут, мin}= К_{сут, мin*} Q_{сут, ср};

Коэффициент суточного неравномерности водопотребления, учитывающий уклад населения, режим работы предприятий, степно благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, следует принимать равным К_{сут, мах}= 1, 1-1, 3; К_{сут, мin}=0, 7-0, 9.

Расчетные часовые расходы воды q (м³/ч)определяется по формулам:

q_{ч, мах}= К_{ч, мах *} Q_сутмах/24;

q_{ч, мin}= К_{ч, мin*} Q_{сут, мin}/24;

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления К_ч следует определить из выражений:

К_{ч, мах}= α _мах* β;

К_{ч, мin}= α _мin* β;

Где: α - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаемый α _мах=1, 2-1, 4; α _мin=0, 4-0, 6; β - коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте.

Максимальный секундный расход воды q_{с, мах} (л/с) определяется по формуле:

q_{с, мах}= Q_{ч, мах}/3, 6;

Водопотребление на поливку улиц, проездов, площадей и зеленных насаждений в населенных местах или на промышленных предприятиях исчисляют в зависимости от типа покрытия территории, способа ее поливки, вида насаждений, климатических и других условий в размерах 0, 3-0, 6 литров на 1 м² поливаемой площади в сутки.

Хозяйственно- питьевое водопотребление и служащими на промышленном предприятий определяют дополнительно из расчета 45л на человека в смену с коэффициентом неравномерности 2, 5 в целях со значительным тепловыделением и 25л на 1 человека в смену с коэффициентом неравномерности 3, 0 в остальных цехах.