CC BY
13
УДК 556.332.6:628.1/.2-021,27
ЮЖАКОВ ВАДИМ АНАТОЛЬЕВИЧ, аспирант, vdm-28@mail. ru
Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
ПОПОВ ВИКТОР КОНСТАНТИНОВИЧ, докт. геол.-мин. наук, профессор, pvk@tpu. ru
Национальный исследовательский Томский политехнический университет,
634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
КОРОБКИН ВИТАЛИЙ АКИМОВИЧ, канд. геол.-мин. наук,
male2015@mail. ru
ООО «Томский научный центр
Академии жилищно-коммунального хозяйства»,
634050, г. Томск, пл. Конная, 10
РАСЧЕТЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ИНФИЛЬТРАЦИОННОГО ПИТАНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД НА ТЕРРИТОРИИ Г. АБАКАНА
В статье даются расчеты дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод на территории г. Абакана в связи с изношенностью водонесущих коммуникаций, аварийностью и утечками воды на данных системах, создающих развитие техногенного подтопления городских территорий.
Ключевые слова: дополнительное инфильтрационное питание, аварийность, утечки, техногенное подтопление.
YUZHAKOV, VADIMANATOLYEVICH, P.G., vdm-28@mail. ru
Tomsk State University of Architecture and Building,
2 Solyanaya sq., Tomsk; 634003, Russia,
POPOV, VICTOR KONSTANTINOVICH, Dr. ofgeolog.-mineral sc., prof., pvk@tpu. ru
Tomsk Polytechnic University,
30 Lenin Avenue, Tomsk, 634050, Russia,
KOROBKIN, VITALIY AKIMOVICH, Cand. ofgeolog.-mineral sc. male2015@mail. ru
Tomsk Scientific Center of Academy of Housing and Utilities,
10 Konnaya sq., Tomsk, 634050, Russia
CALCULATION OF ADDITIONAL INFILTRATION OF GROUNDWATER RECHARGE IN ABAKAN
The calculation of additional infiltration of groundwater recharge in the city of Abakan, because of the deterioration of the water service lines, emergency and water leaks in these systems increasing the technogenic flooding in urban areas is given in the article.
Keywords: additional infiltration nutrition, accidents, leaks, technogenic flooding.
© В.А. Южаков, В. К. Попов, В. А. Коробкин, 2011
В настоящее время города Российской Федерации приближаются к катастрофическому состоянию в связи с изношенностью водонесущих коммуникаций, продолжительность эксплуатации которых в 2 раза превышает нормативный срок. Созданные в 60-70-е гг. советской власти, данные системы имеют точечные ремонты в связи с возникновением на них аварийных ситуаций.
На территории г. Абакана общая протяженность водонесущих коммуникаций составляет 1041,7 км, в том числе водопроводные сети составляют 411,4 км, теплотрассы - 358,4 км и канализация - 271,9 км (таблица). Превышение нормативных сроков эксплуатации данных систем приводит к возникновению аварий и утечек воды, подаваемой населению и предприятиям города. Данные утечки формируют дополнительное инфильтрационное питание, которое расходуется на формирование верховодки в зоне аэрации и на питание грунтовых вод первой надпойменной террасы р. Абакан.
Расчеты дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод
на территории г. Абакана
Общая характеристика застройки
Группы зон Зоны, подзоны, и их индекс застройки Этажность зданий Тип фундамента и его заглубление, м Характеристика сети водонесущих коммуникаций Площадь, га
Плотность, %
1 2 3 4 5 6
I. Селитебная Ж-1. Зона малоэтажной жилой застройки с участками Ж-1А. Подзона малоэтажной жилой застройки блокированного типа с участками Ж-2. Зона малоэтажной жилой застройки секционного типа 1-2-3этажные деревянные, кирпичные Ленточный 1,5-3,0 Густая сеть водопровода, теплотрасс, фекальной и ливневой канализации 1700,1 14-48
Ж-3. Зона многоэтажной жилой застройки 5-9 этажей 5-9этажные кирпичные, панельные Ленточный 1,5-3,0 Свайный 5,0-11,0 Довольно густая сеть водопровода, теплотрасс, фекальной и ливневой канализации 765 14-48
1 а оа рн С о з П-1. Зона производственных предприятий I, II классов опасности Разная Свайный 5,0-11,0 Ленточный 1,5-4,0 Имеется водопровод, теплотрасса и фекальная канализация 198,9 70
Продолжение таблицы
Общая характеристика застройки
1 2 3 4 5 6
II. Промзона П-5Б. Подзона объектов инженерной инфраструктуры Разная Ленточный 1,5-4,0 Свайный 5,0-9,0 Имеется водопровод, теплотрасса и фекальная канализация 93,8
Группы зон Зоны, подзоны, и их индекс застройки Этажность зданий Тип фундамента и его заглубление, м Характеристика сети водонесущих коммуникаций Площадь, га Плотность, %
II. Промзона П-4. Зона производственных предприятий V класса опасности Разная Ленточный 1,5-4,0 Свайный 5,0-9,0 Имеется водопровод, теплотрасса и фекальная канализация 131,3
П-2, П-2А, П-3, П-3А, П-4, П-4А. Зоны и подзоны, производственные предприятия III, IV и V классов опасности Разная Ленточный 1,5-4,0 Свайный 5,0-9,0 Имеется водопровод, теплотрасса и фекальная канализация 413,4
Ц-2. Зона мелкооптовой торговли и рынки Разная Ленточный 1,5-4,0 Имеется водопровод, теплотрасса и фекальная канализация 125
Продолжение таблицы
Наименование водонесущих систем
Водопровод Теплотрасса
Протяженность сети, м Плотность сети, м/га Утечки на 1 км, м3/сут Суммарные утечки на сети, м3/сут Протяженность сети, м Плотность сети, м/га
7 8 9 10 11 12
223 393,1 131,4 7 1563,8 205 542,1 120,9
100 521 131,4 7 703,6 92 488,5 120,9
18 497,7 93 7 129,5 12 928,5 65
8723,4 93 7 61,06 6097 65
12 145,3 92,5 7 85,02 8919,2 67,93
38 495,8 93,12 7 269,47 27 590,3 66,74
9625 77 7 67,37 4837,5 38,7
Продолжение таблицы
Наименование водонесущих систем
Теплотрасса Канализация
Утечки на 1 км, м3/сут Суммарные утечки на сети, м3/сут Протяженность сети, м Плотность сети, м/га Утечки на 1 км, м3/сут Суммарные утечки на сети, м3/сут
13 14 15 16 17 18
7 1438,5 146 939,6 86,43 80 11 755,17
7 647,4 66 118,9 86,43 80 5289,5
7 90,5 12 928,5 65 80 1034,4
7 42,7 6040,7 64,4 80 483,3
7 62,43 8534,5 65 80 682,8
7 193,13 26 871 65 80 2149,7
7 33,86 4462,5 35,7 80 357
Окончание таблицы
Всего потери воды, м3/сут Обобщенная интенсивность техногенного питания Суммарная интенсивность инфильтрационного питания, м/сут Годовая величина дополнительного инфильтрационного питания, мм/год
м/сут мм/год
19 20 21 22 23
14 757,47 8,68-10-4 316,83 2,77-10-4 101,4
6640,5 8,68-10-4 316,83 2,77-10-4 101,4
1254,4 6,31-10-4 230,19 2,02-10-4 73,7
587,06 6,26-10-4 228,44 2,0-10-4 73,0
830,25 6,32-Ш-4 230,68 2,02-10-4 73,8
2612,3 6,32-Ш-4 230,68 2,02-10-4 73,82
458,23 3,66-10-4 133,8 1Д7-10-4 42,8
Расчеты дополнительного инфильтрационного питания, связанного с авариями и утечками на водонесущих системах, производились в соответствии с существующим градостроительным зонированием территории г. Абакана (рисунок), разработанным ГУПРХ Институт «Абакангражданпроект» в 2008 г. [3]. В соответствии с данным зонированием выделены селитебные малоэтажные и многоэтажные жилые зоны и подзоны, а также промзоны производственных предприятий, которые имеют различные удельные характеристики водонесу-щих систем: плотность сетей, в м на 1 га площади зоны, их протяженность в метрах и утечки на 1 км, в м3/сут. Удельные потери на водонесущих ситемах приняты в соответствии с существующими нормативными значениями справочного пособия к СНиП [4] и фактическими данными.
ЖИЛЫЕ ЗОНЫ
Зона малоэтажной жилой застройки усадебного типа с участками
Подзона малоэтажной жилой застройки блокированного типа с участками
Зона малоэтажной жилой застройки (2-4 этажа) секционного типа
Зона многоэтажной жилой застройки (5-9 этажей и выше)
Подзона многоэтажной жилой застройки (5-9 этажей и выше) на перспективу
12Я1 | Зона садоводческих и огородных хозяйств
РЕКРЕАЦИОННЫЕ ЗОНЫ Им] Зона "Городской рекреации (парки, скверы, бульвары)"
Зона специального назначения (мемориальный парк)
Зона "Водных объектов" (искусственные водоемы, дрены)
МП
ж. |
Зона "Объекты рекреации"
ЗОНЫ РЕЖИМНЫХ ТЕРРИТОРИЙ
Зона "Военные объекты"
Зона "Объектов режимных территорий"
I
ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОММУНАЛЬНЫЕ ЗОНЫ
Зона "Производственные предприятия 1-11 класса вредности"
Зона "Производственные предприятия III класса вредности”
Подзона "Производственные предприятия III класса вредности, [г_Ц расположенные в пределах селитебной территории"
Зона "Производственные предприятия IV класса вредности"
Подзона "Производственные предприятия IV класса вредности, расположенные в пределах селитебной территории"
Зона "Производственные предприятия V класса вредности"
Подзона "Производственные предприятия V класса вредности, ___ расположенные в пределах селитебной территории"
мунальная зона
Подзона объектов транспортной инфраструктуры Подзона объектов инженерной инфраструктуры ЗОНЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Зона "Существующее кладбище"
Подзона "Проектируемое кладбище"
Подзона "Закрываемое кладбище"
"Закрываемая свалка"
Зона "Объектов спецназначения"
ОБЩЕСТВЕННО-ДЕЛОВЫЕ ЗОНЫ
Зона "Административно-деловых и торговых учреждений"
Подзона "Административно-деловых и торговых учреждений ^■■¿^1 на перспективу"
Подзона "Религиозно-культовые сооружения"
Зона "Мелкооптовая торговля и рынки"
Зона "Объекты спортивно-зрелищного назначения"
| Гін I | Зона "Объекты учебного и научного назначения"
Зона "Объекты здравоохранения"
ЗОНЫ ТРАНСПОРТНОЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ Зона дороги федерального значения М-54 "Енисей"
Зона магистральных улиц общегородского и районного значения
Зона улиц местного значения
Зона коммуникационного коридора железной дороги Зона полосы отвода зданий и сооружений железной дороги ЛАНДШАФТНЫЕ ЗОНЫ
Зона "Естественные природные ландшафты"
Зона "Акватории рек"
Зона "Резервные территории"
Расчеты дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод 129
Проведённые результаты расчётов свидетельстуют, что наибольшая интенсивность техногенного питания происходит на сетях селитебных зон, где она достигает 316,8 мм/год.
Наименьшее значение техногенного питания (133,8 мм/год) происходит на сетях промзоны. В целом, интенсивность техногенного питания на территории г. Абакана равно годовой сумме атмосферных осадков (274-375 мм/год), выпадающих на данной территории [5].
В связи с отсутствием режимных наблюдений за уровнем грунтовых вод на территории г. Абакана, единственным способом определения дополнительного инфильтрационного питания в зоне аэрации и грунтовых вод является водно-балансовый метод [4].
Основными расчетными величинами водно-балансового метода являются обобщенная интенсивность техногенного питания и коэффициент инфильтра-ционного питания, который в зависимости от литологического состава пород, их мощности в зоне аэрации изменяется от 0,18 до 0,32 [1]. В результате проведенных расчетов дополнительное инфильтрационное питание грунтовых вод, в зависимости от типа застройки, изменяется от 42,75 до 101,38 мм/год. Наибольшее значение определено для селитебных зон, наименьшее - для промзоны. Данные значения дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод на территории г. Абакана необходимы для расчета дренажных систем и прогноза развития подтопления городской территории.
Следует отметить, что расчетные суммарные потери воды на водопроводах и теплотрассах составляют 5388,34 м3/сут, или 1939,8 тыс. м3/год, (таблица), что значительно меньше фактических потерь воды на данных сетях, которые в 2010 году составили 3204200 м3/год (14 % от добываемых 22 747,4 тыс. м3/год) [2]. Фактическое увеличение потерь воды может происходить за счет увеличения внутридомовых потерь воды, а не на сетях, но их автоматически суммируют с потерями на сетях. Таким образом уменьшают объем реализации воды и получают более высокий тариф на подачу холодной воды для населения. Соответственно, технические недоработки эксплуатации коммунальных систем превращаются в негативные социальные последствия.
Библиографический список
1. Коробкин, В.А. Режим, формирование и использование подземных вод Обь-Томского междуречья (Томская область) : автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. - Томск, 1986. -23 с.
2. Козлова, Г.А. Отчет по результатам технологической и финансовой экспертизы тарифов на холодное водоснабжение и водоотведение для г. Абакана / Г. А. Козлова. - Томск, 2010. - 120 с.
3. Правила землепользования и застройки г. Абакана / ГУП РХ «Институт Абаканграж-данпроект». - Абакан, 2008. - 85 с.
4. Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях : справочное пособие к СНИП. - М. : Стройиздат, 1991. - 273 с.
5. Подземные воды Республики Хакасия и водоснабжение населения / Д.С. Покровский, Е.М. Дутова, А.А. Булатов [и др.]. - Томск, 2001. - 299 с.
