Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Волжская государственная академия водного транспорта

Кафедра Водных путей и гидротехнических сооружений

Лабораторная работа №5

по дисциплине разведка НСМ и маркшейдерское дело.

«Влияние добычи нерудных строительных материалов на экологию водоемов. Природоохранные мероприятия»

Вариант – 19

Выполнил: студент группы Г – 311 Крымов С.В.

Проверил: преподаватель Молчанова М.В.

Нижний Новгород

2011 Г. Содержание

Введение

1. Общие сведения о влиянии добычи НСМ на гидрологический режим и экологию водоема.

2. Расчет дополнительной концентрации взвешенных частиц грунта в расчетном створе водохранилища

   1. Исходные данные

   2. Методика расчета

   3. Вывод

3. Расчет концентрации взвешенных частиц грунта в сбрасываемой пульпе при которой не будет превышено допустимая, дополнительная концентрация в близи водозабора (в русле реки)

   1. Исходные данные

   2. Методика расчета

   3. Вывод

Список использованных источников

Введение

Добыча нерудных строительных материалов (НСМ) из русел рек и других водоемов связана с временным повышением концентрации взвешенных веществ (мутности) в определенных зонах водоемов.

Повышение мутности ухудшает качество воды, поступающей в водозабор, снижает рыбные запасы, негативно влияет на условия обитания живых организмов, населяющих эти водоемы, и тем самым нарушает их биологическое равновесие, т. е. способность к самоочищению.

Одна из важнейших природоохранных задач состоит в том, чтобы поддержать эту способность. Особое внимание при этом уделяется созданию технологических процессов и оборудования, снижающих производственные и иные выбросы в окружающую среду.

Другой важной природоохранной мерой является запрет выброса сточных вод в том случае, если он приводит к увеличению содержания в водном объекте загрязняющих веществ свыше установленных норм.

В связи с этим при проектировании горных работ на месторождении для принятой технологической схемы добычи НСМ рассчитывается ожидаемое увеличение мутности (дополнительной концентрации взвешенных частиц) во время работы в водоеме технического флота. В случае превышения допустимых норм принятые проектные решения корректируются.

В настоящих методических указаниях приведены основные сведения об организации добычи НСМ из подводных карьеров, дан перечень природоохранных мероприятий, снижающих вредное воздействие добычных работ на экологию водоемов, представлена методика расчета дополнительной мутности для типовой технологической схемы добычи НСМ, приведены примеры расчета.

1. Общие сведения о влиянии добычи нсм на гидрологический режим и экологию водоема

Добыча песчано-гравийных материалов из русл рек и других водоемов связана с поступлением в воду мелких фракций породы и в определенной степени оказывает влияние на гидрологический режим, русловые процессы, качество воды и экологию водоемов.

В целом можно выявить две группы факторов, проявляющиеся вследствие интенсивной добычи НСМ из русла реки.

К первой группе относятся факторы, влияние которых связано с технологией и условиями производства работ:

- возникновение и распространение пятна повышенной мутности на участке производства работ;

- вторичное загрязнение воды при разработке загрязненных, в том числе вскрышных, грунтов;

- факторы, связанные с работой добычного технологического оборудования, транспортного и обслуживающего флота.

Влияние этих факторов проявляется, в основном, в изменении показателей качества воды и условий среды обитания биологических сообществ водных экосистем.

Вторая группа факторов связана с изменением гидрологического режима рек вследствие русловой добычи НСМ.

Ниже рассматривается первая группа факторов.

Воды, использованные для охлаждения агрегатов и оборудования тепловых электростанций, добычи полезных ископаемых с помощью драг, многочерпаковых и землесосных снарядов, обогащения песка и других нерудных материалов, относятся к нормативно-чистым, допускаемым к сбросу в водные источники без очистки.

Вместе с этим в целях охраны водоемов необходимо обеспечить такие условия, чтобы при добыче материалов повышение концентрации взвешенных частиц (мутности потока) в расчетном створе не превышало его естественных отклонений от среднего (фонового) значения.

В зоне повышенной мутности происходит отложение частиц грунта на дно водоема, что ухудшает в этом районе условия обитания зообентоса и фитобентоса, оказывая влияние, как на качественный, так и на количественный их состав.

Бентос – это группа растительных и животных организмов, обитающих на дне водоема. Он делится на зообентос (черви, личинки насекомых, моллюски) и фитобентос (растительная часть).

Планктон – мельчайшие обитатели толщи воды, как и бентос, делится на растительную часть – фитопланктон и животную – зоопланктон.

Совокупная деятельность этих населяющих водоем организмов (бактерий, водорослей, водных растений, беспозвоночных животных), как известно, обеспечивает способность водоемов к самоочищению и установлению в них так называемого биологического равновесия. Одна из важнейших природоохранных задач состоит в том, чтобы поддерживать эту способность водоемов.

Перечисленные организмы являются также питательной средой для промысловых рыб. Причем все рыбы являются чувствительными к концентрации взвешенных веществ (мутности). Приспособление рыб к повышенной мутности воды связано с физиологическим состоянием и выражается в способности отделения со слизью и очищением жабр от налипших на них взвешенных частиц, затрудняющих кислородный обмен. Это свойство в наибольшей степени проявляется у рыб в весенний период и ослаблено в остальное время, когда повышенная мутность может вызвать затруднение в кислородном обмене и гибель рыб.

Основным мероприятием, способствующим предотвращению негативного влияния добычи НСМ на экологию водоемов, является совершенствование проектирования и организации добычи, в том числе:

• обоснованный выбор водоемов и их участков для разработки карьеров с учетом рыбохозяйственного, санитарного и другого народнохозяйственного значения (учет расположения нерестилищ, водозаборов, сельскохозяйственных угодий, морфологии русла, гидрологического режима, максимальное использование закрытых акваторий для добычи и складирования отвалов и т.д.);

• создание искусственных преград для распространения зоны мутности в потоке (оградительные дамбы, ветвистые завесы, сетки из синтетических материалов и т.д.);

• применение прогрессивной технологии, оборудования и устройств, направленных на снижение количества отходов или уменьшение степени их распространения в водоеме (снабжение грузовых судов заглубленными в воду сливными устройствами, снарядов – погрузочными лотками усовершенствованной конструкции и обезвожителями пульпы, комплексное использование добываемых материалов на основе безотходной или малоотходной технологии и т.д.);

• выбор технических средств добычи с учетом их производительности, технологии работы и характеристики месторождения;

• использование обоснованных нормативов, достоверных методов расчета при разработке технической документации на добычу строительных материалов, согласование ее с контролирующими и заинтересованными органами и утверждение в установленном порядке;

• запрет разработки месторождений в период нереста рыб.

Размеры дополнительной мутности в водоеме обусловлены в основном гранулометрическим составом разрабатываемых пород, типом и производительностью используемых снарядов, количеством и способом поступления в водоем нетоварных фракций, месторасположением карьера в водоеме.

Гранулометрический состав пород имеет исключительное значение при выборе карьеров. Особенно нежелательны карьерные разработки месторождений с повышенным содержанием мелких фракций (м).

Допустимое содержание этих фракций определяется по формуле:

(1)

где Q - полный расход воды в реке, м³/с;

γ_n - плотность породы, т/м³;

ΣQ_с - суммарная производительность снарядов (по породе), м³/ч;

–нормативная мутность, определяемая в зависимости от фоновой мутности и категории водоема:

,	при 100 мг/л	для I и II категории водоемов
мг/л,	при <100 мг/л	для I категории водоема
мг/л,	при <100 мг/л	для II категории водоема

Фоновая мутность (S_ф) представляет собой отношение твердого стока к расходу воды при 25%-ной их обеспеченности в определенный период навигации.

Приведенную формулу (1) можно использовать для решения обратной задачи, т.е. определения максимально допустимой суммарной производительности снарядов в зависимости от содержания мелких фракций в породе на конкретном месторождении.

В соответствии с действующим СанПиНом 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» загрязнение воды в водоемах взвешенными частицами грунта в результате взмучивания во время работы технического флота в зависимости от значения водоема не должно увеличиваться:

• более чем на 0.25 мг/л при использовании водоема для хозяйственно-питьевого водоснабжения и для воспроизводства ценных пород рыб (водоемы I категории);

• более чем на 0,75 мг/л при использовании водоема для рыбохозяйственных целей (кроме указанной выше), а также для купания, спорта и отдыха населения и в водоемах в границах населенных мест (водоемы II категории).

Если водоем, в котором расположено месторождение, имеет рыбохозяйственное значение, в целях охраны рыбных запасов рассчитывается расстояние, на котором происходит полное выпадение частиц срабатываемого в водоем грунта при погрузке его в баржи или при сбросе через плавучий пульпопровод в выработанное пространст­во, или расстояние, на котором концентрация взвешенных частиц не превышает допустимую.

Если водоем, в котором работает добычное оборудование, не имеет рыбохозяйственного значения, но в данном районе находится хозяйственно-питьевой водозабор, необходимо сопоставить концентрацию сбрасываемой пульпы вблизи водозабора с допустимой величиной концентрации взвешенных частиц грунта.