Утилизация дренажных вод на полигоне твердых бытовых отходов в связи с выводом его из эксплуатации (г. Томск)

Объектом исследования является полигон твердых бытовых отходов г. Томска.
Цель работы – обоснование инженерных мероприятий по устранению очага загрязнения подземных вод в составе комплекса работ по рекультивации участка размещения полигона твёрдых бытовых отходов. Данные о геологическом строении и гидрогеологических условиях участка получены из технического отчета по инженерно-геологическим изысканиям “Рекультивация (восстановление) нарушенных земель занятых отходами на полигоне размещения отходов” выполненных ООО “Группа 72”. В процессе выполнения работы были получены оценки расхода, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для проектирования эффективной работы дренажной системы.

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………………….13
1. Общие сведения об исследуемой территории ………………………………………………………….15
1.1. Административное и географическое положение ……………………………………………..15
1.2. Климатическая характеристика ………………………………………………………………………..15
1.3. Рельеф …………………………………………………………………………………………………………….19
1.4. Растительный покров……………………………………………………………………………………….21
1.5. Почвенный покров …………………………………………………………………………………………..21
1.6. Гидрологические условия ………………………………………………………………………………..22
1.7. Геологическое строение …………………………………………………………………………………..23
1.7.1. Стратиграфия ……………………………………………………………………………………………23
1.8. Гидрогеологические условия ……………………………………………………………………………26
2. Утилизация дренажных вод на полигоне твердых бытовых отходов в связи с выводом
его из эксплуатации (г. Томск) ………………………………………………………………………………………32
2.1. Характеристика участка размещения полигона ТБО в г. Томск …………………………34
2.1.1. Рельеф ………………………………………………………………………………………………………35
2.1.2. Растительный и почвенный покров ……………………………………………………………35
2.1.3. Гидрологические условия ………………………………………………………………………….36
2.1.4. Геологическое строение …………………………………………………………………………….37
2.1.5. Гидрогеологические условия …………………………………………………………………….38
2.1.6. Техногенные условия ………………………………………………………………………………..39
2.1.7. Хозяйственное использование территории …………………………………………………40
2.2. Особенности численного моделирования …………………………………………………………41
2.2.1. Виды моделирования геофильтрации ………………………………………………………..41
2.2.2. Численные методы моделирования геофильтрации ……………………………………43
2.3. Разработка численной модели полигона ТБО (г. Томск)……………………………………44
2.4. Оценка интенсивности фильтрационного потока в толще насыпных грунтов
полигона твердых бытовых отходов …………………………………………………………………………..65
2.4.1. Структура фильтрационного потока ………………………………………………………….66
2.4.2. Оценка расхода фильтрационного потока на основе водного баланса ………..71
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение …………………77
3.1. Технико-экономическое обоснование продолжительности работ по объекту …….77
3.1.1. Нормы расхода на проведение работ………………………………………………………….82
3.2. Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ ………………………………….82
3.3. Планирование при проведении геоэкологических работ …………………………………..84
3.4. Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и экономической
эффективности исследования …………………………………………………………………………………….87
3.4.1. Расчет срока окупаемости проекта …………………………………………………………….87
3.4.2. Оценка уровня финансовых рисков ……………………………………………………………88
4. Социальная ответственность…………………………………………………………………………………..89
4.1. Анализ выявленных вредных факторов и обоснование мероприятий по защите от
их действия ……………………………………………………………………………………………………………….90
4.1.1. Полевой этап …………………………………………………………………………………………….90
4.1.2. Камеральный этап …………………………………………………………………………………….94
4.2. Анализ выявленных опасных факторов и обоснование мероприятий по защите от
их действия ……………………………………………………………………………………………………………….98
4.2.1. Полевой этап …………………………………………………………………………………………….98
4.2.2. Камеральный этап …………………………………………………………………………………….99
4.3. Экологическая безопасность ………………………………………………………………………….101
4.3.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду …………………101
4.3.2. Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ……………………….103
4.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………. 104
4.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект ……………………104
4.4.2. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка
действия в случае возникновения ЧС ……………………………………………………………………105
4.5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности………………….109
4.5.1. Специальные правовые нормы трудового законодательства …………………….109
4.5.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ………………..109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………..112
Список используемых источников ………………………………………………………………………………114
Приложение А – Geoecological aspects of municipal solid waste containing hazardous
components …………………………………………………………………………………………………………………117
Приложение Б – Инженерно-геологический разрез по линии VII-VII ………………………….. 131

В ходе выполнения магистерской диссертации, были изучены физико-
географические и гидрогеологические условия участка исследования.
Полигон ТБО расположен на территории Октябрьского района г.
Томска, ближайший населенный пункт представлен с. Новомихайловка на
удалении 0,4 км в восточном направлении от границ полигона ТБО. Рельеф
рассматриваемой площадки полигона ТБО представляет собой
неоднородную пологоволнистую местность с выраженным техногенным
изменением, склоны задернованы, на отдельных участках покрыты
кустарником и деревьями. Гидрографическая сеть представлена
обводненными участками (водоемами) протяженностью от 50 до 150 метров
на участках №4, №8, №10, №12.
На основе разработанной численной модели полигона твердых
бытовых отходов, можно сделать вывод о том, что в условиях полигона нет
единого фильтрационного потока в системе; насыпной грунт – породы
естественного сложения – дрена.
Численная модель области фильтрации в границах территории
полигона ТБО показывает, что фильтрационный поток испытывает разрыв на
участке между западной кромкой насыпных грунтов и трассой
горизонтальной дрены. В этой зоне может формироваться весьма слабый
поверхностный сток, направленный по рельефу в сторону дрены.
Программой рекультивационных мероприятий предусмотрена полная
изоляции фильтрационных потоков, формирующихся в толще насыпных
грунтов за счёт инфильтрации атмосферных осадков, препятствующая
возможной разгрузке в речную сеть. Для этой цели предусмотрено
сооружение перехватывающего дренажа в северо-западной части участка
полигона. Это инженерное сооружение на численной модели задано в виде
внутреннего граничного условия «дрена» на абсолютной отметке 178 м.
Но исходя из полученных данных численной модели, для надежного
перехвата фильтрата, формирующегося в толще насыпных грунтов,
горизонтальная дрена должна быть заложена в траншее заполненной хорошо
фильтрующим материалом, открытой с поверхности. Трасса горизонтального
дренажа должна быть проложена на минимально возможном расстоянии от
массива насыпных грунтов.
На основе аналитических расчетов единичный расход подземных вод
изменяется в зависимости от степени водности гидрологического года от
0,0019 м3/сут до 0,0012 м3/сут, составляя в среднем 0,0007 м3/сут.
Полученные оценки расхода могут быть использованы в качестве
исходных данных для проектирования эффективной работы дренажной
системы, полностью исключающей потенциальное влияние полигона ТБО на
работу эксплуатационных скважин Северного участка Межениновского
водозабора.
На основании выполненных расчётов принято решение отказаться от
строительства очистных сооружений на площадке рекультивации полигона
ТБО, а дренажные воды удалять для утилизации автотранспортом.
В целом, в магистерской диссертации была рассмотрена одна из
актуальных задач – обоснование инженерных мероприятий по устранению
очага загрязнения подземных вод в составе комплекса работ по
рекультивации участка размещения полигона твёрдых бытовых отходов,
имеющая важное значение для решения проблемы снижения экологической
нагрузки на поверхностные водные источники, геологическую и
окружающую среду.