Экология СПРАВОЧНИК

Жизнь вод на внутренних водных путях многообразна.Предмет и задачи гидроэкологии.Предметом изучения гидроэкологии на внутренних водных путях являются прежде всего вода как активная среда, воздействующая на берега, русло и инженерные объекты, их взаимное влияние и методы оценки, прогнозирования и принятия инженерных решений. В связи с этим в состав дисциплины «Гидроэкология на внутренних водных путях» включены основные данные о физико-химических и биологических свойствах воды, гидробионтов, русловом процессе, роли внутренних водных путей и их комплексном использовании для народного хозяйства, негативных воздействиях природного и антропогенного характера на гидроэкосистемы, использование современных ноосферных типов речного транспорта, внедрение экологически безопасных технологий на внутренних водных путях. Большое внимание уделяется проблемам, связанным с добычей нерудных строительных материалов из русловых и пойменных карьеров, намыву искусственных территорий для жилищного и промышленного строительства.

Далее

Природные, сточные и другие виды вод - это сложные системы, основу которых составляет химическое соединение, имеющее формулу Н20.Для состава воды характерно массовое содержание элементов (%): водорода — 11,19 и кислорода - 88,81.

Далее

Природные воды - это воды Земли (гидросферы) с содержащимися в них твердыми, жидкими и газообразными веществами. Вода была первичной средой для эволюции органического мира и входит в состав всех живых существ. По химическому составу морская вода, где развивалась начальная земная жизнь, близка человеческой крови (табл. 2.2.1).

Далее

Водная микробиология - наука о живых организма, не видимых невооруженным глазом и находящихся в чистых и загрязненных водах.К микроорганизмам относятся низкоорганизованные одно- или многоклеточные представители растительного (микрофлора) и животного (микрофауна) мира. Особую группу микроорганизмов составляют ультрамикробы (вирусы, колифаги).

Далее

В процессе взаимодействия двух смежных сред создаются не только определенные формы водной поверхности или речного русла, но и изменяются характеристики каждой из сред, что, в свою очередь, приводит к новым изменениям во взаимодействии между ними. При этом для выработки собственно форм речного русла процесс взаимодействия между жидкой (поток) и твердой (грунты ложа) средами является ведущим, определяющим. Влияние же третьей среды, воздушного потока, проявляется через первый и, следовательно, является дополняющим.

Далее

К внутренним водным путям России относятся реки, озера, водохранилища и каналы, пригодные для судоходства и сплава леса. Реки России как внутренние водные пути с уникальными гидротехническими сооружениями являются национальным богатством страны и активно используются для транспортного обслуживая территорий 68 субъектов Российской Федерации, а также для развития меж-бассейновых и экспортно-импортных перевозок, туристических маршрутов, пассажирских перевозок. По количеству и суммарной длине рек Россия занимает первое место в мире. Рек длиной более 25 км на территории страны насчитывается около 25 тыс., их общая протяженность - 1,7 млн км. Около 50 рек имеют длину свыше 1000 км, в том числе 20 - свыше 2000 км.

Далее

Судовые волны по характеру распространения делятся на расходящиеся и поперечные. При движении судна с малой скоростью заметны только расходящиеся волны, с увеличением же скорости появляются поперечные волны, которые из-за своей высоты становятся главными.

Далее

Таким образом с внедрением наземно-воздушных амфибий (НВА) в транспортную систему Сибири и Дальнего Востока в широком масштабе можно говорить о существенном качественном изменении роли и места дорожно-транспортного комплекса в развитии производительных сил региона и в целом экономики России.

Далее

Добыча в руслах и поймах рек и других водоемах нерудных строительных материалов (НСМ), т.е. песка, гравия, гальки и их смесей, и доставка их потребителям (строительным организациям, нефтяным и газовым промыслам, сельскому хозяйству) - одна из важнейших составляющих деятельности речных портов, пароходств и речного транспорта в целом. Одновременно с речниками добычу НСМ ведут многочисленные строительные организации, располагающие мощными добывающими средствами. Координация природоохранных действий всех добывающих организаций пока еще организована слабо. Добывают НСМ землесосными, многочерпаковыми и одночер-паковыми снарядами и плавучими кранами в огромных объемах: десятки миллионов тонн в год в каждом бассейне. Стремясь снизить расходы на добычу нерудных строительных материалов, места их добычи стараются размещать вблизи городов, где сосредоточены рабочие ресурсы.

Далее

Дефицит свободных земель в промышленных, портовых и рекреационных зонах России и других развитых странах мира заставляет все больше и больше решать проблему создания искусственных территорий для промышленного, транспортного и жилищного строительства. Все шире география намывных сельскохозяйственных угодий. Вслед за Нидерландами, отвоевавшими у Северного моря значительную акваторию под незатопляемые поля, такие же мероприятия стали проводить другие страны.

Далее

Регулирование стока представляет собой циклический процесс: фазы наполнения водохранилищ чередуются с фазами его сработки (опорожнения). В зависимости от продолжительности цикла различают регулирование: многолетнее, годичное, суточное и недельное.

Далее

Одним из негативных для экологии рек последствий дноуглубительных работ и разработки русловых карьеров нерудных строительных материалов (НСМ) является понижение меженных уровней воды. Среди негативных проявлений этих последствий следует отметить: понижение уровня грунтовых вод на пойме, интенсификацию образования берегов, образование на вышележащем участке реки кривой спада и неконтролируемых размывов рек, ухудшение работы водозаборных устройств и выпусков сточных вод, уменьшение устойчивости опор мостовых переходов, причальных стенок и т.д.

Далее

Дноуглубительные работы, проводимые для обеспечения необходимых судоходных глубин для прохода флота по рекам, водохранилищам, озерам и каналам через отмели в устьях по зонам смешения морских и речных вод, не только повышают пропускную способность водных путей и создают условия безопасного плавания для судов, но и оказывают как априорно полезные воздействия на гидравлику и гидроэкологию водной среды, так и негативное влияние на окружающую природную среду. Направленность и степень гидравлического и гидроэкологического влияния дноуглубления на аллювиальные отложения на дне, размыв берегов, биологию ихтиофауны и ее кормовой базы зависят от многих природных и антропогенных факторов. В число природных факторов входят скорость и направление течения, преобладающие ветры, волнообразование, глубины по трассе прорези и акватории отвала, род и гранулометрический состав донных отложений и береговых грунтов, раз-ветвленность русла и конфигурация береговых линий, прозрачность воды и ее воздействие на фотосинтез и т.д.

Далее

Берегоукрепление, т.е. защита берегов от разрушения течением, волнами и ледоходом, - один из главных видов выправительных работ - широко применяется на реках, каналах и водохранилищах. На свободных реках берегоукрепительные работы проводятся при коренном улучшении судоходных условий на затруднительных участках рек в комплексе с землечерпанием или как самостоятельное средство воздействия на русловые процессы. Береговые укрепления позволяют закрепить судовой ход у ведущего берега, ликвидировать источники поступления наносов в реку, предупредить повреждения гидротехнических сооружений у берегов и сохранить строения и территории в прибрежной полосе реки.

Далее

При разработке проектов берегоукреплений откосов с целью защиты их от воздействия ветровых и судовых волн, льда, течения и т.п. необходимо определить границы основного и облегченного крепления, рассчитать берегоукре-пление и его отдельные элементы в соответствии с требованиями действующих нормативных документов на возможные эксплуатационные нагрузки, рассчитать отдельные элементы покрытий на монтажные и транспортные нагрузки, а также проверить общую устойчивость укрепляемого откоса.

Далее

В общем случае при расчетах берегоукреплений должны быть определены верхняя и нижняя границы основного крепления, нижняя граница подводного и верхняя граница надводного облегченного крепления (рис.5.3.1). Основное крепление откосов устраивается в зоне интенсивного волнового воздействия, нижнее облегченное крепление - в зоне возможного размыва грунтов основания откоса течением воды, потоком обтекания при движении судов и донным волновым движением частиц воды. Верхнее облегченное крепление, выполняемое в виде одерновки, посева специальных трав и других легких типов креплений, чаще всего носит декоративный характер. Его граница выбирается конструктивно, исходя из особенностей берега.

Далее

При расчете берегозащитных шпор сначала определяют их длину, высоту и расстояние между ними, а затем проверяют устойчивость крепления голов грунтовых шпор при обтекании их потоком и при воздействии на них ледовых нагрузок.

Далее

При расчете берегового покрытия в первую очередь находят его длину и ширину и определяют крупность камня, толщину железобетонных плит либо асфальтированного тюфяка. Кроме того, проверяется устойчивость укреплений на воздействие волн и ледовых нагрузок.

Далее

Вопросы безопасности судоходства и предотвращения чрезвычайных ситуаций на реках бассейна весьма актуальны. Решением этих вопросов занимаются Государственные бассейновые управления водных путей и судоходства, Региональные бассейновые водохозяйственные управления, Управления по делам ГОиЧС и местные административные органы.

Далее

Зажор представляет собой скопление шуги с включением мелкобитого льда в русле реки, вызывающее стеснение водного сечения и связанный с этим подъем уровня воды непосредственно на участке зажора и выше по течению. Ниже зажора в период его образования уровни понижаются.

Далее

Предупреждение экологических чрезвычайных ситуаций.Предлагаемые методы расчета и прогнозирования за-жорно-заторных явлений основаны как на математическом моделировании процесса, так и на данных региональных натурных наблюдений. В основе расчетных методик находится физическая модель процесса ледообразования, учитывающая теплообмен воды и льда с атмосферой, скорость течения и физические характеристики льда.

Далее

На среднем Иртыше долгие годы ледовые заторы были нередким явлением. Особенно катастрофическими были заторы в Омске (1928 и 1957 гг.), Павлодаре (1948 г.) и Се-миярске (1957 г.).Для ликвидации очагов заторообразования Иртышское бассейновое управление водных путей разработало совместно с Новосибирским институтом инженеров водного транспорта генеральную схему, в которой предусматривалось увеличение радиуса закругления русла на 26 участках до 400-450 м против намного меньших бытовых закруглений, минимальное из которых имело радиус 230 м. Осуществлялась эта цель путем уборки мысов или спрямления излучин земснарядами. До 1993 г. удалось выполнить работы на половине участков, так как начался период экономических реформ и ассигнования на содержание водных путей резко сократились. Но и при неполном выполнении программы наименьший радиус закругления был доведен до 400 м, опасные ледовые заторы прекратились, на всем протяжении Иртыша в границах России движение флота стало двусторонним, т.е. были убраны все семафоры, регулирующие поочередное прохождение судов через крутые повороты и узкости.

Далее

Строительство гидроэлектростанций и судопропускных сооружений привело не только к решению важных народно-хозяйственных задач в энергетике, сельском хозяйстве, водоснабжении и на транспорте, но и создало ряд экологических проблем, связанных с затоплением обширных территорий в верхних бьефах, разрушением берегов водохранилищ, размывов русел рек и понижением уровней воды в нижнем бьефе и т.п. В настоящее время тревогу вызывают и техническое состояние гидроузлов, и связанные с этим возможные аварийные ситуации.

Далее

Аварийные ситуации на плотинах могут возникать вследствие их разрушения под воздействием переполнения водохранилища, которое возникает при прохождении катастрофического паводка и неподготовленности водохранилища для его пропуска; потери устойчивости плотин из-за отсутствия крепления нижнего бьефа или превышения допустимой глубины размыва, а также террористических актов. Первые две причины имеют техногенный характер, а для предотвращения последних должна быть обеспечена соответствующая охрана.

Далее

Предупреждение экологических чрезвычайных ситуаций.Интенсивность разложения нефти различна, она зависит от температуры воды и воздуха, силы ветра и волнения. При температуре +15°С и выше для полной минерализации 1 т нефти требуется 500 сут., при этом используется кислород, содержащийся в 400 м3 речной воды. При температуре воды ниже +4°С нефть практически не разлагается. Особенно стойки эмульсии типа «вода в нефти», имеющие высокую вязкость, температуру застывания и плотность. В толще воды при малой освещенности вместо минерализации происходит полимеризация нефти - образование так называемых «смоляных шариков», плавающих во взвешенном состоянии или опускающихся на дно. В «шарики» превращается примерно 1/3 общего объема разлитой нефти. Образующаяся на поверхности океана нефтяная пленка нарушает гидробиологические системы. Она не пропускает солнечный свет, покрытый ею планктон гибнет и разлагается, образуя вместо кислорода ядовитое вещество - фенол. Исчезает первое звено пищевой цепочки для обитателей моря. Без пищи и образования кислорода в воде перестают размножаться планктон и криль - основные продукты питания рыбы и морских животных. Нефть является своего рода наркотиком для морских обитателей: некоторые рыбы, испробовав однажды вкус нефти, уже не пытаются покинуть отравленную зону. Безвольно, подобно наркоманам, целые косяки ожидают своей гибели.

Далее

В отечественной и международной речной и морской практике эксплуатируется большое число очистных аппаратов различных конструкций и производительности. Наиболее распространены очистные аппараты или системы, действующие на принципе флотации.

Далее

На акватории портов и пристаней загрязнения, особенно мусор, попадают не только с судов, но и с прибрежных промышленных, строительных и транспортных предприятий, из жилых районов. В большом количестве мусор попадает на акватории при подъеме уровней воды в половодье, выносится снеговыми и дождевыми водами.

Далее

С появлением 21 августа 2000 г. Постановления Правительства Российской Федерации № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» в нашей стране качественно изменились требования к планированию ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (далее везде -ЛАРН). В Постановлении установлены основные требования к разработке планов ЛАРН.

Далее

По состоянию на 1 января 2001 г. в системе нефтепро-дукопроводного транспорта Российской Федерации эксплуатируются более 19 тыс. км нефтепродуктопроводов. По срокам эксплуатации магистральные нефтепродукто-проводы распределяются следующим образом: до 10 лет эксплуатируется менее 3%, от 10 до 20 лет - 3,2%, от 20 до 33 лет - 25%, свыше 33 лет - около 40%. В настоящее время общий износ основных фондов системы составляет более 70%.

Далее

Оценка экологического и экономического ущерба.Кроме того, резко возросли угрозы, исходящие от так называемого технологического терроризма и становящиеся все более очевидными и актуальными в силу насыщенности страны промышленными, энергетическими и военными объектами повышенной опасности, несовершенства их охраны и отсутствия современных средств контроля. В связи с этим представляется актуальным безотлагательное решение широкого круга вопросов, связанных с технологической и экологической безопасностью, в частности, с разработкой и внедрением методических и организационно-технических документов по обеспечению комплексной безопасности экологически опасных объектов. При решении задач обеспечения экологической безопасности на внутренних водных путях Российской Федерации следует руководствоваться рядом положений.

Далее