Анализ воздействия на окружающую среду при реконструкции русла на участке подводных переходов магистральных газопроводов

Введение

Глава 1. Природно-климатические условия района реконструкции русла

1.1 Физико-географическая характеристика района

1.2 Краткая характеристика реки Вятка

1.3 Климатическая справка

1.4 Геологическая характеристика

1.5 Гидрологические условия

1.5.1 Уровень воды

1.5.2 Расходы воды

1.5.3 Сведения о мутности и взвешенных наносах

Глава 2. Концепция проекта реконструкции русла

2.1 Общие данные

2.2 Современное состояние русла на участке ППМГ

2.3 Решение комплексной задачи по защите ППМГ от размыва дна реки

2.4 Срок строительства, потребность в строительно-монтажных кадрах

2.5 Основные технико-экономические показатели Глава 3. Экологические аспекты антропогенного воздействия строительных работ при реконструкции русла реки Вятка

3.1 Виды воздействия

3.2 Воздушный бассейн

3.2.1 Воздействие объекта на атмосферный воздух и характеристика источников выброса загрязняющих веществ

3.2.2 Воздействие в период строительства объекта

3.2.3 Воздействие в период эксплуатации объекта

3.2.4 Аварийные ситуации на газопроводе

3.3 Поверхностные и подземные воды

3.3.1 Влияние строительства на поверхностные и подземные воды

3.4 Растительный покров и животный мир

3.4.1 Воздействие объекта на растительность

3.4.2 Воздействие объекта на животный мир

3.4.2.1 Воздействие объекта на ихтиофауну

3.5 Отходы

3.5.1 Отходы, образующиеся при строительстве объекта

3.5.2 Складирование и утилизация отходов

3.5.3 Отходы, образующиеся при эксплуатации

3.6 Комплексная оценка воздействия проектируемого объекта на окружающую среду Глава 4 Мероприятия, обеспечивающие экологическую безопасность при реализации проекта

4.1 Охрана земельных ресурсов

4.1.1 Охрана и рациональное использование почвенного слоя

4.1.2 Благоустройство территории после завершения строительства

4.2 Охрана воздушного бассейна

4.2.1 Состояние воздушного бассейна в районе строительства

4.2.2 Выводы

4.3 Охрана поверхностных и подземных вод

4.3.1 Охрана водоемов и почвы от загрязнений в период строительства

4.3.1.1 Водоснабжение и канализование

4.3.2 Охрана водных ресурсов в период эксплуатации

4.3.3 Выводы

4.4 Растительный и животный мир

4.4.1 Выводы и рекомендации

4.5 Охрана окружающей среды при складировании (утилизации)

4.5.1 Выводы Общие выводы Список литературы Перечень принятых сокращений и условных обозначений

Все земли в пределах территории России составляют земельный фонд, площадь которого 1709,8 млн.га. Земли делят на категории по основному целевому назначению и правовому режиму использования и охраны.

Согласно категориям, Земельный фонд России на 01.01.1995 г. выглядит следующим образом: земли сельскохозяйственного назначения — 656,5 млн. га (38% от всей земли), земли промышленности, транспорта и иного не сельскохозяйственного назначения — 18,2 млн. га (1,1%), земли природоохранного значения — 20,7 млн. га (1,2%), земли лесного фонда — 875,5 млн. га (51,4%), земли водного фонда — 18,1 млн. га (1%).

Землями государственного водного фонда признаются земли, покрытые водой. К ним относятся внутренние моря (Азовское, Белое), пограничные воды рек российской территории, воды в Северном ледовитом и Тихом океанах, в Японском, Каспийском, Черном и Балтийском морях. К землям государственного водного фонда относятся земли, занятые водоемами, ледниками, ГТС и береговые полосы внутренних вод шириной 20 метров.

Основой водных ресурсов России является речной сток, составляющий в среднем по водности года 4262 км³, из которых около 90% приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего объема речного стока.

По данным Государственного водного кадастра, суммарный забор воды из природных водных объектов в 1995 г. составил 96,9 км³. В том числе для нужд народного хозяйства было использовано свыше 70 км³, в том числе на: промышленное водоснабжение — 46 км³; орошение — 13,1 км³; сельскохозяйственное водоснабжение — 3,9 км³; прочие нужды — 7,5 км³.

Согласно Водному кодексу РФ, использование водных объектов для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения является приоритетным. Для этих водоснабжений должны использоваться защищенные от загрязнения и засорения поверхностные и подземные водные объекты.

Согласно водном кодексу РФ, для поддержания водных объектов в состоянии, соответствующем экологическим требованиям, для предотвращения загрязнения, засорения и истощения поверхностных вод, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира устанавливаются водоохранные зоны. В пределах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, где запрещается распахивать землю, рубить и корчевать лес, размещать животноводческие фермы и лагеря, а также вести другую деятельность.

Государственный контроль за соблюдением режима использования и охраны прибрежных ресурсов и иной хозяйственной деятельности граждан и юридических лиц в водоохранной зоне осуществляется органами и исполнительной власти субъектов РФ.

Водное законодательство России регулирует отношения в области использования и охраны водных объектов в целях обеспечения прав граждан на чистую воду и благоприятную водную среду; поддержание оптимальных условий водопользования; качества поверхностных и подземных вод в соответствии с санитарными и экологическими требованиями; защиты водных объектов от загрязнения, засорения и истощения; сохранения биологического разнообразия водных экосистем.

Актуальность темы дипломной работы:

Трассы магистральных трубопроводов на терриотрии Российской Федерации пересекают более 1000 водных преград. От надежности и безопасности работы газопроводов зависит экологическая стабильность водных объектов и бесперебойность подачи энергоносителей потребителям. Однако в процессе эксплуатации подводных переходов и других гидросооружений уровень надежности и безопасности работы газопроводов снижается, в связи с изменением интенсивности и направленности руслового процесса, в результате не учета общей динамики руслового процесса в зонах выше и ниже подводных переходов трубопроводов. За последнее десятилетие при эксплуатации гидросооружений значительное их количество вышло из строя и стало представлять реальную экологическую и социальную опасность. Кроме этого, причины разрушения этих сооружений стоят в подвижности дна речного потока, на котором возводится сооружение, и низком качестве производства работ.

Анализ состояния проблемы свидетельствует о необходимости исследований русловых и экологический процессов, происходящий в пределах зоны влияния гидротехнических сооружений.

В связи с этим актуальным является экологическое обоснование и совершенствование методов защиты речных систем, особенно на участках русел, включая прогнозирование экологической ситуации, разработки комплекса мероприятий по формирования устойчивой речной экосистемы и устойчивого русла.

Для реки Вятка разработан проект гидротехнической защиты ППМГ от размыва дна, заключающийся в придании руслу динамически устойчивой формы, путем переформирования дна более крупными фракциями.

Анализу возможных экологических последствий, которые могут возникнуть при реализации проекта из-за изменений русла и русловых потоков, а также при выполнении строительных работ посвящена данная работа. русло антропогенный воздушный вода

Цель работы: анализ воздействия на окружающую среду при реконструкции русла на участке ППМГ.

Задачи:

1) Анализ природных условий реки Вятк;

2) Изучение проекта реконструкции участка русла в зоне ППМГ;

3) Оценка воздействия на окружающую среду;

4) Выявление антропогенных воздействий при реализации проекта реконструкции;

5) Оценка природоохранных мероприятий, обеспечивающих при реализации проекта экологическую безопасность.

Глава 1. Природно-климатические условия района реконструкции русла

1.1 Физико-географическая характеристика

Район реконструкции русла на участке технологического коридора подводных переходов магистральных газопроводов (ППМГ) через реку Вятка находится на территории Вятскополянского района Кировской области вблизи деревни Луговой Изран. Фрагмент космического снимка района показан на рисунке 1.1.

Географические координаты района: 56° 20' 50″ с.ш., 51° 06' 16″ в.д. Обзорная карта-схема приведена на рисунке 1.2.

Расположение района работ (участок ППМГ) с указанием существующей транспортной схемы, характеристик автодорог, расстояний между населенными пунктами и до участка ППМГ представлено на рисунке 1.3. Подъезд непосредственно к участку ППМГ с берега возможен от деревни Луговой Изран на гусеничном и колесном транспорте по грунтовой дороге, а затем по пойме (после прохождения весеннего паводка) вдоль газопроводов по технологической трассе Шеморданского ЛПУМГ.

Рисунок 1.2 Обзорная карта-схема

Рисунок 1.3 Транспортная схема

1.2 Краткая характеристика реки Вятка

Река Вятка — правый приток Камы — впадает в нее на 1584 км от Южного порта Москвы. Общая протяженность реки 1310 км, площадь водосбора 129 тыс. км ². Для судоходства используется участок реки Вятка протяженностью 1071 км от города Кирова до устья.

Река Вятка берет начало на Верхнекамской возвышенности на высоте 300−330 м над уровнем моря и протекает с севера на юг в основном по Восточно-Европейской равнине в широкой долине с пологими склонами. Река Вятка — типично равнинная река, пойма ее в основном односторонняя. На верхнем участке Вятка течет по заболоченной долине шириной до 10 км, на нижнем — ширина долины сужается до 1 — 5 км. Русло реки извилистое, имеет много рукавов; некоторые из них в межень пересыхают. Ширина русла в верхнем течении не превышает 110 м, в нижнем — 200 м, а в устье -500 м.

Ложе реки на верхнем участке состоит из галечника и песка. В среднем течении часто встречаются суглинки, в нижнем течении преобладают мелкие пески. В русле реки имеются подводные каменистые гряды, расположенные в основном вдоль правого берега. У коренных берегов во многих местах встречаются каменистые высыпки.

Судоходными притоками Вятки являются реки Кобра, Молома, Пижма и Чепца.

Река Вятка имеет большое народно-хозяйственное значение для обслуживания приречных районов Кировской области и Татарстана. По Вятке и ее притокам производятся преимущественно местные перевозки и сплав леса в плотах. В значительной степени развиты перевозки минерально-строительных грузов. Пассажирское сообщение на участке обеспечивают суда типа «Заря» .

1.3 Климатическая справка

Климатическая характеристика для района составлена по данным «Климатологического справочника СССР» вып. 8 и справочника «Основные данные по климату СССР», вып. 1976 г. Район характеризуется континентальным климатом со значительными перепадами температур (средняя из абсолютных минимумов -34° в январе, средняя из абсолютных максимумов +38° в июле). Среднегодовая температура воздуха +2,6°. В таблице 1.1 приведены среднемесячные температуры воздуха для района г. Вятские Поляны.

Таблица 1.1

Продолжительность теплого периода с температурой воздуха выше 5° составляет в среднем 169 дней. В таблице 1.2 приводятся даты наступления средних суточных температур воздуха выше и ниже определенных пределов и число дней с температурой превышающей эти пределы.

Таблица 1.2

В таблице 1.3 приводятся максимальные и минимальные из среднемесячных температур на поверхности почвы.

Таблица 1.3

Среднегодовое количество осадков в районе составляет 459 мм, при этом большая часть их выпадает за теплый период года (350 мм). Наибольшее количество осадков выпадает в июле (58 мм), наименьшее — в феврале (24 мм).

Данные по среднемесячным и максимальным количествам осадков представлены в таблице 1.4

Таблица 1.4

Снежный покров появляется обычно в первой декаде ноября, устойчивый снежный покров устанавливается уже в третьей декаде и длится в среднем 152 дня. Средняя из наибольших высот снежного покрова за зиму составляет в защищенных местах 76 мм. Разрушение снежного покрова обычно начинается в конце первой декады апреля и в начале третей декады снег полностью сходит.

В рассматриваемом районе преобладающими являются ветры юго-западного направления (30% в зимний период и 18% в летний). Среднегодовая скорость ветра составляет 4,2 м/с. Наибольшую повторяемость (57%) имеют ветры со скоростью 2−5 м/с. Максимальные из среднемесячных скорости ветра приходятся на август (среднемесячная скорость 5,6 м/с), ноябрь (6,3 м/с) и февраль (6,6 м/c), минимальные скорости в июле (3,0 м/c). Максимальные расчетные значения скорости ветра возможные один раз за указанный период приводятся в таблице 1.5

Таблица 1.5

Ветры со скоростью выше 15 м/c имеют незначительную повторяемость (0,2%) и приходятся чаще всего на май или октябрь, штилевая погода свойственна июлю (41,8%).

1.4 Геологическая характеристика

На основании фрагмента восстановленного архивного чертежа геологического разреза р. Вятки на участке ППМГ (ЦЕНТР-II) от 1982 г., представленного на рисунке 1.4, следует, что:

Левый высокий коренной берег реки сложен плотными известняками. Мощность вскрытого пласта достигает 30 и более м. Известняки перекрыты сверху тяжелыми суглинками тугопластичной консистенции с включениями гравия и гальки до 5% мощностью до 2 м и глинами твердой и тугопластичной консистенции также мощностью до 2 м.

Склон левого берега покрыт делювиальными отложениями, представленными суглинками тугопластичными с дресвой и щебнем до 40% мощностью до 2 м. У подошвы склона расположена надпойменная (пойменная) терраса, в основании которой залегают галечники с мощностью пласта от 1 до5м. Галечниковые грунты прослеживаются в русле на 1/3 его ширины. На надпойменной (пойменной) террасе развиты мелкие пески мощностью до 1 м и тяжелые суглинки тугопластичной консистенции с гравием и галькой до 5% и мощностью до 5 м. На поверхности террасы прослеживаются пески мелкие мощностью от 0 до 2 м у уреза воды.

Ложе русла реки представлено песками гравелистыми (мощностью от 2 до 5 м (над галечниковым грунтом и песками мелкими мощностью до 5 м у правого берега.

Правый (низкий) пойменный берег сложен песками мелкими Мощность вскрытого пласта составляет 5−6 м. На склоне правого берега имеется линза тяжелых суглинков тугопластичной консистенции с гравием и галькойдо5%. Мощность в скрытого пласта составляет до 3 м. На пойме мелкий песок также покрыт тяжелыми суглинками тугопластичной консистенции с гравием и галькой до 5% мощностью от 1 до 1,5 м.

Опасные физико-геологические процессы и явления (эрозия, оползни, карст и т. п.), которые могли бы отрицательно повлиять на устойчивость поверхностных и глубинных грунтовых массивов территории, отсутствуют.

1.5 Гидрологические условия

В г. Вятские Поляны на территории Речпорта действует водомерный пост, на котором производятся наблюдения за уровнями воды с 1914 г. и расходами воды с 1920 г. Водомерный пост расположен в 3 км ниже железнодорожного моста. Отметка «0» графика водомерного поста 54,83 м БС.

Долина реки в районе водомерного поста (г.Вятские Поляны) асимметричная, правый склон крутой, местами отвесный, высотой 10−30 м, расчленен оврагами. Левый склон пологий, сложен супесями, порос смешанным лесом. По левобережной пойме при исследуемом участке уровне воды более 500 см начинают работать две протоки по пойме. Русло прямолинейное, песчано-галечное, деформирующееся. Ширина русла на участке в межень составляет 300−500 м, средняя глубина 3,5−7,0 м. Правый берег высокий, обрывистый. Левый берег 3−4 м — песчаный. На участке поста наблюдаются заторы. Река используется для судоходства, раньше по реке производился молевой сплав леса.

Участок гидрологических исследований, проводимых экспедицией ООО «ЭКОНГ ком» в 2007 г.(и ранее), расположен в нижнем течении р. Вятки в районе д. Изран, в 15 км выше по течению районного центра г. Вятские Поляны. Протяженность участка от верхней до нижней границы составляет 4 км. Схема гидрометрических постов в 2007 году приведена на рисунке 1.5.

Долина р. Вятки в пределах участка исследований выражена довольно четко, вследствие того, что река протекает по холмистой местности. По этой же причине русло реки — меандрирующее. Склоны долины умеренно залесены. Пойма реки в пределах излучины, в районе коридора подводных переходов, правобережная, ниже — левобережная, шириной до 1,5 км. Затопление поймы происходит ежегодно в период весеннего половодья. Русло реки имеет V-образную форму. В верхней части участка и ниже участка исследований находятся два больших острова. Площадь водосбора р. Вятки до створа водомерного поста Вятские Поляны составляет 124 000 км².

Рисунок 1.5 План-схема расположения гидростворов и картовых створов

1.5.1 Уровень воды

По характеру водного режима р. Вятка относится к рекам с весенне-летним половодьем и устойчивой летне-осенней и зимней меженью. Летне-осенняя межень нередко прерывается дождевыми паводками обычно без выхода воды на пойму. На рисунке 1.6 представлены графики хода уровней воды по наблюдениям на в/п Вятские Поляны с 2001 по 2007гг.

Тип питания реки смешанный с преобладанием снегового. Форма половодья стройная, по большей части одновершинная. Продолжительность весенне-летнего половодья составляет в среднем 2,5 месяца. Начало подъема уровня приходится обычно на середину апреля (раннее — конец марта, позднее — конец апреля). Заканчивается фаза половодья в среднем в III-ей декаде июня. Средняя дата наступления пика половодья — 15 мая.

Интенсивность подъема и спада уровней тем больше, чем выше половодье. Среднесуточное приращение уровня воды на подъеме половодья составляет 20−30 см (максимальное — до 1,0−1,2 м), при выходе воды на пойму приращение уровня замедляется. Интенсивность спада — несколько ниже. Летне-осенняя межень устанавливается обычно к концу июня. Меженный период нередко прерывается дождевыми паводками. Высота подъема уровня в паводковый период иногда достигает 2,0−2,5 м. Заканчивается летне-осенняя межень обычно к концу октября. Средняя продолжительность периода свободного ото льда — 195 дней, максимальная — 209 дней, минимальная — 174 дня.

Зимняя межень характеризуется невысокой водностью и устойчиво низкими уровнями воды, хотя значения минимальных зимних уровней обычно несколько выше минимальных летних.

Расчетные отметки характерных уровней воды приняты на основании исходного ряда наблюдений за уровнем воды на опорном водомерном посту Вятские Поляны (Речпорт) и перенесены в расчетный створ на коридоре подводных переходов по графикам связи уровней рисунок 1.7.

Наивысший уровень воды в створе водомерного поста Вятские Поляны наблюдался в 1979 г. и составил 63,88 м БС.

Максимальные уровни воды весеннего половодья различной обеспеченности в расчетном створе (ППМГ) представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6

В таблице 1.7 приведены расчетные значения минимальных уровней воды за летний и зимний периоды различной обеспеченности в расчетном створе (ППМГ).

Таблица 1.7

1.5.2 Расходы воды

Характеристика стокового режима на рассматриваемом участке реки дается на основании систематических измерений расходов воды на опорном посту Росгидромета в г. Вятские Поляны с 1920 по 1998гг. и эпизодических измерений расходов воды на участке в 2003, 2004, 2006 и 2007гг.

Кривая зависимости Q = f (H) в расчетном створе получена путем переноса кривой Q = f (H), построенной на основании натурных многолетних измерений за уровнями и расходами воды на в/п Вятские Поляны, по уклону водной поверхности. Этот перенос возможен в связи с практическим отсутствием приточности между створом водпоста и расчетным створом (ППМГ).

Кривая расходов представлена на рисунке 1.8. Кривая зависимости Q = f(H) подтверждена измеренными расходами воды за 2003, 2004, 2006 и 2007гг.

С самого начала половодья происходит резкое увеличение стока реки. Подъем уровня в начале происходит при сплошном ледоставе, затем происходят подвижки льда (в среднем в начале — середине II-ой декады апреля) и через 3−4 дня начинается ледоход. Средняя дата начала весеннего ледохода 17.04. продолжительность — 7 дней. Ледоход иногда сопровождается заторными явлениями. При этом русло реки подвержено значительным деформациям.

Расчетные значения максимальных расходов воды различной обеспеченности в расчетном створе (ППМГ) представлены в таблице 1.8.

Таблица 1.8

Средний многолетний расход воды составляет 863 м³/с. Максимальный измеренный расход воды за весь период наблюдений отмечался 22.04.1966 г. и составил 9690 м³/с. Минимальный летний расход воды отмечался 22−28.09.1938г. — 120 м³/с, минимальный зимний (31.10−01.11.1920г.) — 91,4 м³/с. Средний многолетний модуль стока составляет 6,6 л/скм².

Гидрограф стока в средний по водности год представлен на рисунке 1.9.

Уклоны водной поверхности между коридором подводных переходов, расчетным створом и опорным водомерным постом в г. Вятские Поляны изменялись за время экспедиционных работ в пределах 0,098‰ - 0,077‰ в 2003;2004г., 0,059 -0,061‰ в 2006 г.

Уклоны водной поверхности на участке коридора ППМГ в 2007 г. составили 0,095 — 0,102‰.

Поскольку участок исследований располагается в пределах излучины, максимальные скорости течения по длине участка (стрежень потока) тяготеют к левому берегу в верхней и центральной части участка, смещаясь затем к средней части русла.

Максимальные скорости наблюдаются на пике половодья и достигают 2,0 м/с и более, а средние по сечению русла — 1,5−1,6 м/с в высокие по водности годы. В период летне-осенней межени средние скорости течения составляют 0,3−0,8 м/с.

В таблице 1.9 представлены расходы воды, скорости течения и морфометрические характеристики русла р. Вятки по измерениям в мае — июне 2007 г.

Распределение скоростей по живому сечению реки в створе 2 и 5 представлены на рисунке 1.10 и рисунке 1.11.

Таблица 1.9

Рисунок 1.10 Распределение скоростей потока по живому сечению реки Вятка (створ 2)

Рисунок 1.11 Распределение скоростей потока по живому сечению реки Вятка (створ 5)

1.5.3 Сведения о мутности и взвешенных наносах

По наблюдениям за твердым стоком на водпосту Вятские Поляны средний многолетний расход взвешенных наносов составляет 84 кг/с, достигая в период половодья значений 1000−1600 кг/с.

В период летне-осенней межени расходы взвешенных наносов изменяются в основном в пределах 50−150 кг/с, в период ледостава обычно не превышают 1−2 кг/с.

Ход значений мутности в продолжение среднего по водности года представлен на рисунок 1.9.

Значения мутности воды в зависимости от сезона изменяются от нескольких г/м³ в зимний период до нескольких сотен г/м³ в период половодья.

Анализ результатов гидрологических изысканий ООО «ЭКОНГ ком» в 2007 году по 10 картовым створам (смотри рисунок 1.5.) показывает, что донные наносы на всем исследуемом участке реки представлены в основном песком средней крупности. Процентное содержание песчаной средней фракции (0,5−0,25 мм) составляет от 50% до 80% состава донных отложений. Песчаные крупные (1−0,5 мм) и мелкие (0,25−0,1 мм) фракции представлены в меньшем объеме. В наименьшей степени в составе донных наносов содержатся пылеватые частицы. На участке вдоль левого берега от верхней излучины реки, включая участок ППМГ, в составе донных отложений преобладают гравийные фракции.

Глава 2. Концепция проекта реконструкции русла

2.1 Общие данные

Подводные переходы магистральных газопроводов (ППМГ) Шеморданского ЛПУ МГ, построенные в 1979;1987годах, расположены в РФ, Кировской область, Вятскополянского района, вблизи д. Луговой Изран и пересекают реку Вятка на участке от 116,4 км до 117,8 км основного судового хода /1/.

Ширина охраняемой зоны технического коридора ППМГ через р. Вятка, включая кабельный переход технической связи, составляет? 750 м (вдоль по реке), при ширине водной преграды при меженном горизонте ?300−400 м.

Количество ниток коридора ППМГ — 12. Количество кабелей технической связи -2.

Диаметры трубопроводов на нитках Ужгородского коридора (верхние 10 дюкеров по течению реки) составляют от 1220 мм до 1420 мм, а на нитках Пермь — Горький I, II (нижние 2 дюкера по течению реки) диаметр трубопровода —1020 мм.

Разрешенное рабочее давление газа в газопроводах Ужгородского коридора составляет 7,5 МПа, в газопроводах Пермь — Горький I, II —5,5 МПа Пропускная способность по ниткам Ужгородского коридора — 30 млрд. м³/год, по ниткам Пермь — Горький I, II — 1,2−14 млрд. м³/год.

2.2 Современное состояние русла на участке ППМГ

Коридор ППМГ Шеморданского ЛПУМГ расположен в конце практически прямолинейного участка реки на 1,5 км ниже крутой излучины. Русло на участке ППМГ имеет ассиметричную форму с крутым высоким левым и пологим правым берегом, переходящим в хорошо развитую пойму, отгороженную от реки выраженным береговым валом.

Подводные переходы Шеморданского ЛПУ МГ были построены в 1979 — 1987 годах. За последующий период времени к 2002 году произошло обширное разрушение защитного слоя грунта над всеми дюкерами, а так же подмывы левого берега с образованием на некоторых участках труб газопроводов опасных обнажений.

В 2003 и 2004 годах выявленные обнажения трубопроводов устранялись путём отсыпки на аварийные участки щебёночно-гравийной смеси без последующего разравнивания. В результате чего после прохождения последующих паводков за образовавшимися насыпями и между ними и левым берегом усилились размывные процессы. На этих участках наблюдается развитие водоворотов и образование ям, имеющих тенденцию к дальнейшему увеличению по площади, что угрожает размывом нижележащих трубопроводов.

По данным русловой съемки ООО «ЭКОНГ ком» на июль 2007 года наибольшее количество обнажений дюкеров выявлено на придонной части берегового склона в глубоководной зоне русла, развитой вдоль левого берега реки.

Существенные оголения трубопроводов в придонной части левобережного склона выявлены:

1) на нижнем участке коридора ППМГ (по течению реки):

дюкер 12, основная нитка — 22,1 м;

дюкер 11, резервная нитка — 15,9 м;

дюкер 9, основная нитка — 5,5 м,

2) в центральной части:

дюкер 6, резервная нитка — 14,2 м;

3) на верхнем участке:

дюкер 2, основная нитка — 22,2 м.

Также отмечено оголение до 32 метров и под правым берегом реки на дюкере 10.

Неширокая зона максимальных глубин (до 8 м в межень) на участке коридора ППМГ проходит вдоль левого берега на расстоянии 50−70 м от уреза и переходит в мелководную правобережную зону более круто в верховой части коридора и плавно в низовой части. Соответственно чему максимальные скорости потока по длине участка ППМГ тяготеют к левому берегу и слегка смещаются вправо в концевой части участка.

В высокие по водности годы максимальные скорости потока наблюдаются на пике половодья и достигают 2,0 м/с и более, а средние — 1,5−1,6 м/с. В период летне-осенней межени средние скорости течения составляют 0,3−0,8 м/с.

Ложе р. Вятки на участке ППМГ сложено в основном песками средней крупности, которые при паводковых скоростях 1,5−1,6 м/с и более становятся подвижными и не могут обеспечить стабильность рельефа дна.

На основании научного анализа гидрологических и гидравлических параметров реки, представленного /4/, установлено, что твердый сток реки Вятки характеризуется наличием крупных донных форм — гряд, со следующими параметрами:

— высота гряд колеблется от 1/10 до 1/6 глубины потока (от 0,5 м до 1,5 м);

— длина гряд составляет величину до трех глубин (10−14 м);

— скорость перемещения гряд в период паводка — около 4 м/сутки.

Соизмеримость высоты гряд (0,5−1,5 м) с величиной необходимого защитного слоя над трубами дюкеров (1 м) при достаточно высокой скорости перемещения гряд неизбежно будет приводить к обнажению труб, а иногда и к образованию их провисов.

В таких условиях единственно возможным способом защиты дюкеров от обнажений представляется сплошное крепление русла реки по всей площади участка подводных переходов газопроводов, так как фактическое планово-высотное положение дюкеров и геологическое строение участка не позволяют изменить геометрию русла с целью снижения паводковых скоростей потока до неразмывающих.

2.3 Решение комплексной задачи по защите ППМГ от размыва дна реки

Разделом ПОС (проект организации строительства) настоящего рабочего проекта рассматривается и оценивается комплексная технология производства работ по реконструкции русла реки Вятка, включающая в себя:

1) русловыправительные мероприятия на участке ППМГ, обеспечивающие формирование равномерной структуры потока;

2) крепление дна русла на участке ППМГ каменной наброской из гравийного материала до отметки среднемеженного уровня воды 57,5 м Б.С.;

3) отсечение участка ППМГ от глубоководной части русла, примыкающего сверху участка, посредством разработки поперечной траншеи для устройства донного каменного зуба шириной 1 м и каменного банкета над ним в стрежневой части русла с целью прекращения дальнейшего развития сползания глубоководной ямы размыва на коридор ППМГ. Каменный банкет откосом 1:4 со стороны подводящего участка переходит в горизонтальную площадку укрепленного гравием дна русла над двумя верхними по течению нитками газопроводов коридора ППМГ в стрежневой части русла.

При этом проектные отметки указанной выше конструкции в стрежневой глубоководной части русла назначены, исходя из условия величины надежного защитного слоя над поверхностью залегания верхних по течению двух ниток газопроводов: дюкер 1 и дюкер 2. Отметка подошвы зуба составит 48,0 м Б.С., отметки верха каменного банкета и горизонтальной каменной площадки — 49,5 м Б.С.;

4) создание подводящего участка с горизонтальной площадкой на месте глубоководной ямы размыва с целью торможения ее развития при прохождении потока через каменный банкет в стрежневой части русла, как в период строительства, так и в период прохождения последующего паводка.

Проектная отметка горизонтальной поверхности засыпки ямы размыва песчаным речным грунтом составит — 49,5 м Б.С., что позволит смягчить динамическое воздействие потока воды на конструкцию каменного банкета, выполненного с откосом 1:4 к подводящему участку, и каменной наброски в стрежневой части русла.

При этом проектная отметка горизонтальной поверхности засыпки не превысит допустимого диапазона многолетних паводковых колебаний отметок дна глубоководной ямы размыва, наблюдаемых за период натурных исследований, проведенных ООО «ЭКОНГ ком» в 2003;2007 г. г., что и позволит использовать яму размыва при строительстве как русловой отвал речного грунта, не нарушая естественного режима реки.

Необходимо отметить, что засыпка ямы размыва будет выполняться исключительно песчаным речным грунтом, аналогичным по гранулометрическому составу грунту на данном участке, а не гравийным материалом, применение которого привело бы к нежелательному переформированию дна реки на этом участке, т. е. к размыву большой площади правобережного песчаного пляжа, начиная от границ контакта разнородных грунтов. Пример аналогичного варианта рассматривается для случая комбинированного покрытия русла на участке коридора ППМГ (камень + песок) /5/.

Выбранный в проекте вариант засыпки ямы размыва более эффективен для стабилизации конструкции комплексной защиты ППМГ и более безопасен для нерестилища стерляди на площади, занимаемой глубоководной ямой, дно которой ежегодно подвергается паводковому переформированию в естественном его диапазоне.

На рисунке 2.1 представлена схема использования русла реки Вятка по проектным решениям, а на рисунке 2.2 представлена схема глубин до начала производства работ.

Рисунок 2.1

Рисунок 2.2

Проектная форма и размеры сечения русла реки приняты из расчета пропуска паводкового расхода Q=3850 м³/с, соответствующего по уровню отметке бровке правого берега 62 м Б.С., с учетом планово-высотного положения дюкеров ППМГ и с соблюдением величины необходимого защитного слоя грунта над ними не менее 1 м.

Проектное сечение русла имеет форму близкую к несимметричной трапеции с крутым левобережным бортом (m=1:4) и пологим параболическим правым.

Левый берег, подверженный размыву и имеющий практически на всем протяжении вогнутую форму, спрямляется дамбой с откосом m=1:4 от проектного дна до отметки 57,0 м Б. С. На отметке 57,0 м Б.С. дамба сопрягается с естественным берегом горизонтальной бермой. Такое решение позволяет избежать сбойности течения и размывных явлений, возникающих вдоль вогнутого берега.

При формировании необходимого сечения русла с сохранением его пропускной способности разрабатывается центральная и правобережная часть русла. При этом основная часть разрабатываемого грунта перемещается намывом в глубоководную зону и левобережную дамбу. Остальная часть грунта также намывом укладывается в низовой части участка ППМГ вдоль правого берега до отметок, обеспечивающих проектную форму русла. Поскольку общий объем насыпи составляет 56,8 тыс. м³, а необходимая выемка грунта — 98,2 тыс. м³, излишек разрабатываемого грунта от ПК0+50 до ПК3+57 в объеме 41,4 тыс. м³ вывозится в русловой отвал за пределы реконструируемого участка.

Каменные отсыпи в объеме 1,7 тыс. м³ на ПК2+64 разбираются и отсыпаются в русловое понижение на ПК2+94.

Русловой отвал организуется на ПК (-7)чПК0+50 в глубоководном участке реки, расположенном выше по течению и отсыпается до отметки 49,5 м Б. С. Расчетный объем глубоководного участка реки на ПК (-7)чПК0+50, используемого для отвала грунта, по данным русловой съемки на июль 2007 г. составляет 47,7 тыс. м³.

После производства земляных русловыправительных работ над дюкерами ППМГ организуется защитный слой грунта толщиной не менее 0,5 м, сложенный из песков средней крупности, слагающих русло реки на этом участке. Образовавшееся понижение русла на реконструируемом участке заполняется отсыпкой гравийной смеси фракцией 20−40 мм слоем толщиной 0,5 м. Эта отсыпка закрывает нижележащий слой грунта и защищает дюкера подводных переходов от размывающих и грядоформирующих воздействий потока.

Минимальный диаметр (d_min) материала каменной наброски, рассчитанный для крепления русла на участке ППМГ по методике Ц. Е. Мирцхулава (смотри рисунок 17 /7/) при расчетном расходе Q=3850 м³/с для средних скоростей потока 2 м/сек и средней глубине 10 м, равен d_min =15 мм.

Для повышения надежности устойчивости русла при прохождении на участке ППМГ паводков с расходами выше расчетных (т.е. со значениями скоростей и глубин потока, превосходящих расчетные) в проектных решениях рекомендуется применить в качестве материала для каменной наброски гравийную фракцию, минимальный диаметр которой больше расчетного минимального диаметра неразмываемых частиц (d_min =15 мм), а именно гравийную фракцию 20−40 мм (ГОСТ 8267−93).

2.4 Срок строительства, потребность в строительно-монтажных кадрах

Срок строительства — полгода (один сезон открытой воды), определен исходя из климатических, гидрологических условий, выработки машин, необходимой последовательности производства работ.

Доставка необходимого объема гравийного материала для крепления русла на рекомендованную по настоящему проекту территорию временного берегового приобъектного склада должна осуществляется в два сезона открытой воды: за год до начала строительства — по высокой воде, а в год строительства — с мая месяца.

Перебазирование строительной техники, обустройство базы строителей в год строительства осуществляется с мая месяца по первую половину июня в 2 смены.

Формирование поперечного земляного сечения производится землесосным снарядом разработкой участков выемки с намывом под воду в насыпь и плавучим краном с грейферным ковшом с транспортировкой грунта шаландами в русловой отвал. Работы ведутся в период с середины июня (после паводка) до второй декады октября в 2 смены.

Разработка в русле неорганизованных каменных отсыпей и крепление русла реки осуществляется с июля по октябрь включительно, при этом работы производятся в 3 смены.

Расчет потребности количества строительно-монтажных кадров выполнен исходя из средней выработки с учетом календарного плана производства работ. Результаты расчета сведены в таблицу 2.1, в которой приведено также максимальное количество строительно-монтажных кадров, одновременно работающих на объекте.

Таблица 2.1

Разработка неорганизованных каменных отсыпей в русле из-под воды на ПК2+64 производится плавучим краном с грейфером с укладкой в понижения русла реки на ПК2+94.

Устройство крепления русла на ПК0+50чПК8+60 осуществляется путем выгрузки из барж гравийного материала плавучим краном в воду.

Гравийный материал загружается в баржи в период строительства с временного берегового приобъектного склада. Доставка гравийного материала на временный береговой приобъектный склад осуществляется за год до строительства и во время паводка в год строительства. Транспортировка и складирование гравийного материала должно быть рассмотрено в отдельном проекте Схема формирования русла на участке подводных переходов показана на рисунке 2.3.

Формирование проектного поперечного сечения русла с ПК3+57 до ПК7+59 производится дизельным земснарядом путем разработки выемки с намывом грунта в насыпь из торца плавучего пульпопровода в воду. При производстве работ используется тросовая система рабочих перемещений земснаряда, который оборудуется гидравлическим рыхлителем. Разработка грунта и его намыв под воду производится по течению реки (рисунок 2.4).

Рисунок 2.3

Рисунок 2.4

2.5 Основные технико-экономические показатели

В состав предусмотренных проектом работ на участке ППМГ, выполняемых в один сезон открытой воды, входят:

1) русловыправительные работы, обеспечивающие формирование равномерной структуры потока;

2) крепление русла каменной наброской, защищающей трубы дюкеров от размыва дна русла над ними и последствий движения донных форм.

Предусмотренный проектом комплекс защитных мероприятий от размыва дна реки над всеми трубопроводами и кабелями связи в охраняемой зоне технического коридора ППМГ с созданием проектного защитного слоя 1 м над ними, включает:

1.Формирование поперечного сечения русла:

1.1. Разработка русла плавучим дизельным земснарядом с намывом грунта под воду в объеме 55,1 тыс. м³ при стоимости работ 668,166 тыс. руб. в ценах 2001 г.

1.2. Разработка грунта из-под воды плавучими кранами с грейферным ковшом в баржи с отвозкой и выгрузкой в русловой отвал в объеме 41,4 тыс. м³ при стоимости работ 2851,341 тыс. руб. в ценах 2001 г.

2. Разработка каменных отсыпей из-под воды в отвал плавучим краном с грейферным ковшом в объеме 1,7 тыс. м³ при стоимости работ 122,835 тыс. руб. в ценах 2001 г.

3. Устройство крепления русла реки отсыпкой гравия фракцией 20−40 мм плавучими кранами с грейферным ковшом в объеме 124,9 тыс. м³ при стоимости работ 48 405,451 тыс. руб. в ценах 2001 г.

4. Гравий фр.20−40 мм в объеме 136,6 тыс. м³ стоимостью 23 513,600 тыс. руб. в ценах 2001 г.

Стоимость работ в ценах 2001 г.: 36 299,186 тыс. руб.

С учетом накладных расходов: 38 881,50 тыс. руб.

В ценах III квартала 2009 г.: 226 679 тыс. руб.

Глава 3. Экологические аспекты антропогенного воздействия строительных работ при реконструкции русла реки Вятка

3.1 Виды воздействия

На основании существующих экспертных оценок любая намечаемая хозяйственная или иная деятельность оказывает явное или косвенное воздействие на окружающую среду.

При этом исходят из потенциальной экологической опасности любой деятельности (принцип презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной или иной деятельности).

Основные виды воздействий следующие:

— выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

— сброс загрязняющих веществ в водоемы;

— изъятие полезных ископаемых из недр;

— размещение бытовых, коммунальных и промышленных отходов;

— изъятие земельных ресурсов;

— угнетение биологических ресурсов;

— физические факторы (шумы, радиация, электромагнитное излучение).

К основным объектам этих воздействий относят персонал предприятий, население, попадающее в зону воздействия, а также социально-экономические условия жизнедеятельности населения, включая занятость, демографические сдвиги, социальную инфраструктуру, этнические особенности и пр.

3.2 Воздушный бассейн

3.2.1 Воздействие объекта на атмосферный воздух и характеристика источников выброса загрязняющих веществ

Основным видом воздействия промышленных объектов на состояние воздушного бассейна является загрязнение атмосферного воздуха выбросами загрязняющих веществ, а также их влияние на микроклимат прилегающей территории при образовании открытых водных пространств и нарушение температурного баланса района их расположения.

Загрязнение воздушного бассейна происходит в результате поступления в него выбросов газообразных и взвешенных веществ от различных производств промышленных объектов.

В результате этих воздействий увеличивается загрязненность воздуха, меняется температурно-влажностный режим воздушного бассейна, возникают моросящие осадки, туманы, увеличивается облачность, уменьшается освещенность и инсоляционные параметры территории, зимой интенсифицируются гололедные явления.

Промышленные и транспортные выбросы в атмосферу, содержащие взвешенные и газообразные загрязняющие вещества, характеризуются объемом, интенсивностью выбросов, температурой, классом опасности и кон комплексацией загрязняющих веществ. Их негативное воздействие обычно рассматривается в зоне влияния рассматриваемого предприятия (объекта).

Зоной влияния объекта на атмосферный воздух считается территория, на которой суммарное загрязнение атмосферы от всей совокупности источников выбросов данного объекта превышает 0,05−0,1 ПДК. Зоны влияния объектов определяются отдельно по каждому вредному веществу и комбинации веществ с суммирующим вредным воздействием.

К источникам воздействия на атмосферный воздух относят площадные объекты выброса взвешенных и химических веществ. По функциональному назначению источники воздействия связаны с деятельностью различных техпроцессов проектируемого объекта.

Каждый источник выброса характеризуется размерами, высотой, конфигурацией, интенсивностью выброса (выделения) загрязняющих веществ в атмосферу, ориентацией и расположением на местности.

Все источники вредных выбросов подразделяются на организованные и неорганизованные.

У неорганизованных источников выбросов, в отличие от организованных, нет определенных мест выбросов и вредные вещества не проходят устройств, дополнительно создающих скорость потока.

3.2.2 Воздействие в период строительства объекта

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух возможны в период проведения строительных работ.

При проведении работ по русловыправительным работам используется в основном водная спецтехника:

— землесосный снаряд плавучий дизельный, мощностью 100 КВт кол.1ед.);

— грунтовозная шаланда (несамоходная), вместимостью 150 м³, (кол.2 ед.);

— баржи, г/п 300 т, (кол.7 ед.);

— буксиры, мощностью 110кВт, (кол.3 ед.);

— кран плавучий несамоходный дизель-электрический, мощностью 330 л.с.(кол.6 ед.);

— моторизованные завозни, мощностью 66 кВт, (кол.2 ед.).

К вспомогательной технике относятся: танкер (1 ед., 150 л.с.); 4 брандвахты (мощностью: 2- по 7кВт и 2-по 29 кВт), площадка-баржа, бульдозер (118кВт), кран автомобильный, передвижные электросварной агрегат передвижной, передвижная компрессорная станция типа ПКС-525.

Для всех типов спецтехники используется дизельное топливо, снабжение которым производится танкерами с баз генподрядной организации или на коммерческой основе соответствующих оптовых организаций.

Ориентировочное потребное количество работающих на объекте составляет:

— формирование поперечного сечения земляного русла — 33 (2-АУП),

— расчистка русла от каменных отсыпей и крепление участка русла реки — 33 (2-АУП).

Максимальное количество работающих на объекте- 66 человек (4-АУП).

Специфика русловыправительных работ заключается в том, что все инженерные работы проводятся на акватории реки и характеризуются незначительными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу.

Источники загрязнения атмосферного воздуха:

а) Работа транспортной и строительно-монтажной техники;

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха будут являться отработанные газы двигателей водной спецтехники (земснаряд, плавучий кран с грейферным ковшом, брандвахты, площадка-баржа, танкер), работающих на дизельном топливе.

Количество и типы работающих машин и механизмов варьируются в зависимости от этапа строительно-монтажных работ, которые выполняются последовательно:

Вся спецтехника с точки зрения выбросов в атмосферу может быть сведена к выбросам от дизелей разной мощности.

Выбросы загрязняющих веществ при работе спецтехники производятся при запуске и прогреве двигателя, а также при работе и движении по акватории. Выбросы неорганизованные, в атмосферный воздух выбрасываются оксиды азота, оксид углерода, диоксид серы, сажа, бензин, керосин.

б) Перевалка сыпучих стройматериалов;

Формирование каменного банкета до проектных отметок, крепление русла каменной наброской и ряд других работ осуществляется путем загрузки гравийного материала с временного приобъектного склада на прибрежной части реки плавучим краном с грейфером на баржи с дальнейшей выгрузкой в воду.

При этих работах, а также при хранении в атмосферный воздух будет выделяться пыль неорганическая, количество которой зависит от многих параметров техпроцесса. Но поскольку влажность стройматериала значительна, то валовой количество выбросов ВВ будет невелико.

Примечание. Выбросы ВВ от доставки и хранения гравийного материала на временном приобъектном складе не учитывались, поскольку эти работы осуществляются за год до строительства и разрабатываются отдельным проектом.

в) Сварочные работы.

Наличие сварочного оборудования запроектировано на случай проведения мелких ремонтных работ основного состава спецтехники.

При сварочных работах, выполняемых сварочными аппаратами с использованием штучных электродов, (а также сварки с ацетилено-кислородным пламенем, при необходимости), выбросы загрязняющих веществ неорганизованные. При этом выделяются в атмосферу следующие загрязняющие вещества: оксиды азота, оксид углерода, оксиды железа, марганца, фтористые соединения.

Перечень основных вредных веществ и комбинаций веществ с суммирующим воздействием, выделяющихся в атмосферный воздух в период строительства, представлены в таблице 3.1

Коды загрязняющих веществ, классы опасности, характеризующие степень их воздействия на организм человека, предельно допустимые концентрации приведены в соответствии с /7/.

Кодировка веществ соответствует перечню «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух», разработанному в НИИ «Атмосфера» совместно с фирмой «Интеграл» и НИИ «Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. И. Сысина» .

Таблица 3.1

Как видно из таблицы 4.1, расчетное количество вредных выбросов составит 0,411 т за период строительства. В выбросах будут присутствовать 12 основных загрязняющих атмосферный воздух веществ классов опасности 2−4.

Превалирующий вклад в валовое количество выбросов при строительстве будет вносить пыль неорганическая (20% < SiO2 < 70%), количество которой составит 88,5% от общего объема выбросов.

Источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека (загрязнение атмосферного воздуха и неблагоприятное воздействие физических факторов) являются объекты, для которых уровни создаваемого загрязнения за пределами промплощадки превышают ПДК и/или ПДУ и/или вклад в загрязнение жилых зон превышает 0,1 ПДК.